Cum să alegi o diodă laser: lungime de undă, putere și ghid de pachet

Cum să alegeți dioda laser potrivită pentru aplicația dvs

Alegerea unei diode laser potrivite înseamnă echilibrarea lungimii de undă, a puterii optice, a modului de funcționare, a pachetului, a caracteristicilor fasciculului, a cerințelor driverului și a managementului termic. Acest ghid explică specificațiile cheie pe care inginerii și cumpărătorii OEM ar trebui să le examineze înainte de a selecta o diodă laser pentru aplicații LiDAR, medicale, industriale, de detectare, pompare și alte aplicații.

Trimiteți întrebarea acum

Alegerea unui potrivitdioda laserimplică mai mult decât specificarea lungimii de undă și a puterii de ieșire. De asemenea, dispozitivul trebuie să se potrivească cu sistemul optic, driverul, designul de răcire, modul de operare și cerințele aplicației.

O selecție slabă poate duce la o eficiență scăzută a sistemului, o putere instabilă, supraîncălzire sau o durată de viață redusă. Pentru echipamentele OEM, sisteme industriale, dispozitive medicale, LiDAR, senzori, pompare cu laser și instrumente științifice, merită să revizuiți specificațiile cheie înainte de a selecta o piesă.

Lungimea de undă este de obicei primul parametru de definit deoarece diferite materiale, detectoare și componente optice răspund diferit la lumină.

Lungimile de undă comune ale diodelor laser includ:

Lungimea de undă corectă depinde de caracteristicile de absorbție ale materialului țintă, de sensibilitatea detectorului și de componentele optice utilizate în sistem.

De exemplu,diode laser 808nmsunt utilizate pe scară largă pentru pomparea-con laser în stare solidă, în timp ceDiode laser pulsate de 905 nmsunt utilizate în mod obișnuit în sistemele de{0}}găsire și LiDAR.

Nota:VCSEL-urile sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă în detectarea 3D și în unele aplicații LiDAR, în timp ce diodele laser cu emisie de margine-răman comune în sistemele industriale și de pompare de mare-putere.

Odată ce lungimea de undă este definită, calculați de câtă putere optică are nevoie de fapt pentru a atinge ținta.

Puterea nominală a unei diode laser nu este aceeași cu puterea utilizabilă după sistemul optic. Pierderile pot apărea prin lentile, oglinzi, ferestre de protecție, filtre, optica de modelare a fasciculului-și cuplarea fibrelor.

Folosirea mult mai multă energie decât este necesar poate crește costul componentelor, generarea de căldură, cerințele de alimentare-și cerințele privind siguranța laserului.

În același timp, funcționarea continuă a unei diode laser aproape de valoarea sa maximă absolută poate reduce fiabilitatea-pe termen lung.

Pentru aplicațiile cu putere mare-, este, în general, mai bine să permiteți o anumită marjă de operare decât să proiectați în jurul specificațiilor maxime.

Diodele laser funcţionează în mod obişnuit în modul-continuu (CW) sau în impulsuri.

Diode laser CWoferă o ieșire optică continuă și sunt utilizate pe scară largă în pomparea cu laser, echipamente medicale, iluminare, sisteme industriale și instrumente științifice.

Diode laser pulsategenerează impulsuri optice scurte și sunt utilizate în mod obișnuit în LiDAR, telemetru cu laser, sisteme de timp-de-zbor și detecție optică.

Pentru aplicațiile cu impulsuri, puterea de vârf nu este suficientă pentru a evalua dispozitivul. Lățimea impulsului, rata de repetiție, ciclul de funcționare, curentul de antrenare și limitele termice ar trebui, de asemenea, revizuite.

O diodă laser care poate produce o putere de vârf mare în timpul impulsurilor scurte poate să nu fie potrivită pentru funcționare continuă la același nivel de ieșire.

Designul pachetului afectează disiparea căldurii, montarea mecanică, alinierea optică și integrarea sistemului.

A-Poate

Diodele laser TO-can, inclusiv pachetele TO-18, TO-56 și TO-9, sunt compacte și utilizate în mod obișnuit în sisteme optice de aliniere, detecție, măsurare și de putere mică până la medie.

C-Montare

Diodele laser cu montare C-sunt adesea selectate pentru aplicații cu putere-mai mare, unde este necesar un transfer eficient de căldură. Ele pot fi montate direct pe un radiator extern.

Fibră-Cuplată

Diodele laser-cuplate cu fibră furnizează ieșirea optică printr-o fibră optică. Acest lucru este util atunci când sursa laser trebuie să fie amplasată departe de punctul de ieșire sau când alinierea optic-spațiului liber este dificil de implementat.

Pentru sistemele cu putere mai mare-, selecția pachetului trebuie luată în considerare împreună cu designul de răcire.

Diodele laser-emițătoare de margine nu produc în mod normal un fascicul perfect circular.

Divergența-rapidă a axei este de obicei mult mai mare decât divergența-lentă a axei, în special la dispozitivele de-putere mare.

Parametrii cheie ale fasciculului includ:

• Divergență rapidă-axelor
• Divergență lentă-axelor
• Dimensiunea fasciculului
• Profilul fasciculului
• Astigmatism
• Diametrul miezului fibrei și deschiderea numerică pentru dispozitivele-cuplate cu fibre

Aplicațiile care necesită un fascicul colimat sau strâns focalizat pot avea nevoie de optică suplimentară.

Acesta este motivul pentru care două diode laser cu aceeași lungime de undă și putere nominală de ieșire pot funcționa foarte diferit în același sistem optic.

Diodele laser sunt dispozitive semiconductoare acționate de curent-și ar trebui să fie operate în mod normal cu un driver de diodă laser cu curent constant-adecvat.

Specificațiile electrice importante includ:

• Curent de funcționare
• Curent de prag
• Curent maxim
• Tensiune directă
• Eficiența pantei

Picurile de curent și descărcarea electrostatică pot deteriora joncțiunea laser, uneori fără o defecțiune vizibilă imediată. Prin urmare, protecția adecvată a șoferului și manipularea ESD-în siguranță sunt importante în timpul testării, asamblarii și producției.

Managementul termic este la fel de important. Pe măsură ce temperatura joncțiunii crește, puterea de ieșire, eficiența, curentul de prag, lungimea de undă și durata de viață se pot schimba.

În funcție de nivelul de putere, metodele de răcire pot include radiatoare pasive, răcire-forțată cu aer, răcitoare termoelectrice sau răcire cu apă.

Pentru aplicațiile-sensibile la lungimea de undă, cum ar fi pomparea cu laser, poate fi necesar și controlul activ al temperaturii, deoarece lungimea de undă de emisie se modifică odată cu temperatura.

Este posibil ca două produse promovate ca „diode laser 808nm 5W” să nu fie interschimbabile.

Nu vă bazați doar pe specificațiile titlurilor. Comparați fișa tehnică completă înainte de a plasa o comandă.

Pentru aplicațiile OEM, examinați, de asemenea, evaluările maxime absolute, condițiile de depozitare, recomandările de montare și orice date disponibile privind durata de viață sau fiabilitatea.

Selectarea unui dispozitiv bazat doar pe lungimea de undă și puterea optică nominală poate duce la probleme de integrare mai târziu.

Aplicațiile diferite pun priorități diferite pe specificațiile diodelor laser.

PentruLiDAR și găsirea intervalului, lățimea impulsului, puterea de vârf, lungimea de undă, viteza de comutare și compatibilitatea detectorului sunt importante.

Pentruechipamente cu laser medical, stabilitatea lungimii de undă, consistența ieșirii, controlul termic și fiabilitatea-pe termen lung pot fi mai importante.

Pentrusisteme de pompare industriale și cu laser{0}, inginerii se concentrează adesea pe puterea optică, eficiența prizei de perete-, răcire, robustețea pachetului și durata de viață.

Înainte de a contacta un furnizor, este util să definiți:

• Lungimea de undă necesară
• Putere optică de ieșire necesară
• Funcționare CW sau pulsată
• Pachetul preferat
• Metoda de răcire disponibilă
• Cerințe pentru fascicul sau fibre
• Mediul de operare
• Durata de viață estimată

Furnizarea acestor detalii facilitează identificarea opțiunilor de diodă laser adecvate pentru furnizor.

Nu există o singură diodă laser „cea mai bună”. Alegerea potrivită este cea care se potrivește întregului sistem.

Începeți cu lungimea de undă și puterea optică utilizabilă, apoi evaluați modul de funcționare, pachetul, caracteristicile fasciculului, cerințele driverului și managementul termic.

Pentru aplicațiile OEM sau specializate, examinarea întregii foi de date și partajarea condițiilor reale de operare cu furnizorul poate ajuta la reducerea problemelor de integrare și la îmbunătățirea-fiabilitatea pe termen lung.

Echipa noastră tehnică acceptă selecția diodelor laser OEM și potrivirea aplicațiilor. Dacă aveți nevoie de ajutor pentru a alege o lungime de undă, un nivel de putere, un pachet sau un mod de operare potrivit, nu ezitațicontactați echipa noastră de ingineri.