Ako si vybrať laserovú diódu: Sprievodca vlnovou dĺžkou, výkonom a balením

Ako si vybrať správnu laserovú diódu pre vašu aplikáciu

Výber správnej laserovej diódy znamená vyváženie vlnovej dĺžky, optického výkonu, prevádzkového režimu, balenia, charakteristík lúča, požiadaviek na ovládač a tepelného manažmentu. Táto príručka vysvetľuje kľúčové špecifikácie, ktoré by si mali inžinieri a OEM kupujúci prečítať pred výberom laserovej diódy pre LiDAR, lekárske, priemyselné, snímacie, čerpacie a iné aplikácie.

Pošlite dopyt

Výber vhodnéholaserová diódazahŕňa viac než len špecifikáciu vlnovej dĺžky a výstupného výkonu. Zariadenie tiež musí zodpovedať požiadavkám optického systému, ovládača, dizajnu chladenia, prevádzkového režimu a aplikácie.

Zlý výber môže viesť k nízkej účinnosti systému, nestabilnému výkonu, prehrievaniu alebo zníženiu životnosti. Pre OEM zariadenia, priemyselné systémy, lekárske prístroje, LiDAR, snímanie, laserové čerpanie a vedecké prístroje sa pred výberom dielu oplatí preskúmať kľúčové špecifikácie.

Vlnová dĺžka je zvyčajne prvým parametrom, ktorý treba definovať, pretože rôzne materiály, detektory a optické komponenty reagujú na svetlo odlišne.

Bežné vlnové dĺžky laserových diód zahŕňajú:

Správna vlnová dĺžka závisí od absorpčných charakteristík cieľového materiálu, citlivosti detektora a optických komponentov použitých v systéme.

napr.808nm laserové diódysa široko používajú na čerpanie-tuhého lasera, pričom905nm pulzné laserové diódysa bežne používajú v{0}}zisťovaní vzdialenosti a systémoch LiDAR.

Poznámka:VCSEL sa tiež široko používajú v 3D snímaní a niektorých aplikáciách LiDAR, zatiaľ čo okrajové-laserové diódy zostávajú bežné vo vysokovýkonných čerpacích a priemyselných systémoch.

Po definovaní vlnovej dĺžky vypočítajte, koľko optického výkonu skutočne potrebuje na dosiahnutie cieľa.

Menovitý výkon laserovej diódy nie je rovnaký ako využiteľný výkon po optickom systéme. K stratám môže dôjsť prostredníctvom šošoviek, zrkadiel, ochranných okien, filtrov, optiky{1}} tvarujúcej lúč a spájania vlákien.

Používanie podstatne väčšieho množstva energie, ako je potrebné, môže zvýšiť náklady na komponenty, tvorbu tepla, požiadavky na napájanie-a požiadavky na bezpečnosť lasera.

Nepretržitá prevádzka laserovej diódy v blízkosti jej absolútneho maximálneho hodnotenia môže zároveň znížiť dlhodobú-spoľahlivosť.

Pre aplikácie s vysokým{0}}výkonom je vo všeobecnosti lepšie povoliť určitú prevádzkovú rezervu, než navrhovať podľa maximálnej špecifikácie.

Laserové diódy sa bežne prevádzkujú v kontinuálnom -vlne (CW) alebo pulznom režime.

CW laserové diódyposkytujú nepretržitý optický výstup a sú široko používané v laserovom čerpaní, lekárskych zariadeniach, osvetlení, priemyselných systémoch a vedeckých prístrojoch.

Pulzné laserové diódygenerujú krátke optické impulzy a bežne sa používajú v LiDAR, laserových diaľkomeroch, systémoch{0}}času{1}}letu a optickom snímaní.

Pri pulzných aplikáciách samotný špičkový výkon na vyhodnotenie zariadenia nestačí. Šírka impulzu, frekvencia opakovania, pracovný cyklus, prúd pohonu a tepelné limity by sa mali tiež preskúmať.

Laserová dióda, ktorá môže produkovať vysoký špičkový výkon počas krátkych impulzov, nemusí byť vhodná na nepretržitú prevádzku na rovnakej výstupnej úrovni.

Dizajn balenia ovplyvňuje odvod tepla, mechanickú montáž, optické zarovnanie a integráciu systému.

DO-Kan

Laserové diódy TO-can, vrátane súprav TO-18, TO{5}}56 a TO-9, sú kompaktné a bežne sa používajú v zarovnávacích, snímacích, meracích a nízko až stredne výkonných optických systémoch.

C-Montáž

Laserové diódy s montážou C-sa často vyberajú pre aplikácie s vyšším{1}}výkonom, kde sa vyžaduje účinný prenos tepla. Môžu byť namontované priamo na externý chladič.

Vlákno-spojené

Vláknové-laserové diódy poskytujú optický výstup cez optické vlákno. Je to užitočné, keď je potrebné umiestniť zdroj lasera ďalej od výstupného bodu alebo keď je ťažké implementovať optické zarovnanie s voľným priestorom.

V prípade systémov s vyšším{0}}výkonom by sa mal výber balenia zvážiť spolu s dizajnom chladenia.

Laserové diódy vyžarujúce okraj- zvyčajne nevytvárajú dokonale kruhový lúč.

Rýchla-divergencia osi je zvyčajne oveľa väčšia ako pomalá-divergencia osi, najmä v zariadeniach s vysokým-výkonom.

Medzi kľúčové parametre lúča patria:

• Rýchla-divergencia osi
• Pomalá-divergencia osi
• Veľkosť lúča
• Profil nosníka
• Astigmatizmus
• Priemer vláknitého jadra a numerická apertúra pre zariadenia spojené s vláknom-

Aplikácie vyžadujúce kolimovaný alebo tesne zaostrený lúč môžu vyžadovať ďalšiu optiku.

To je dôvod, prečo dve laserové diódy s rovnakou vlnovou dĺžkou a nominálnym výstupným výkonom môžu fungovať veľmi odlišne v rovnakom optickom systéme.

Laserové diódy sú prúdom-poháňané polovodičové zariadenia a mali by sa normálne prevádzkovať s vhodným ovládačom laserovej diódy s konštantným{1}}prúdom.

Dôležité elektrické špecifikácie zahŕňajú:

• Prevádzkový prúd
• Prahový prúd
• Maximálny prúd
• Dopredné napätie
• Efektivita svahu

Prúdové špičky a elektrostatický výboj môžu poškodiť laserový spoj, niekedy bez okamžitej viditeľnej poruchy. Pri testovaní, montáži a výrobe je preto dôležitá správna ochrana vodiča a bezpečné zaobchádzanie s ESD-.

Rovnako dôležitý je aj tepelný manažment. So zvyšujúcou sa teplotou spoja sa môže meniť výstupný výkon, účinnosť, prahový prúd, vlnová dĺžka a životnosť.

V závislosti od úrovne výkonu môžu metódy chladenia zahŕňať pasívne chladiče, nútené{0}}chladenie vzduchom, termoelektrické chladiče alebo vodné chladenie.

Pri aplikáciách citlivých na vlnovú dĺžku-, ako je laserové čerpanie, môže byť potrebná aj aktívna regulácia teploty, pretože vlnová dĺžka emisie sa mení s teplotou.

Dva produkty inzerované ako „808nm 5W laserové diódy“ nemusia byť zameniteľné.

Nespoliehajte sa len na špecifikácie titulkov. Pred zadaním objednávky porovnajte kompletný technický list.

V prípade aplikácií OEM si tiež prečítajte absolútne maximálne hodnotenia, podmienky skladovania, odporúčania na montáž a všetky dostupné údaje o životnosti alebo spoľahlivosti.

Výber zariadenia len na základe vlnovej dĺžky a nominálneho optického výkonu môže neskôr viesť k problémom s integráciou.

Rôzne aplikácie kladú rôzne priority na špecifikácie laserových diód.

PreLiDAR a zisťovanie vzdialenosti, šírka impulzu, špičkový výkon, vlnová dĺžka, rýchlosť spínania a kompatibilita detektora sú dôležité.

Prelekárske laserové zariadeniadôležitejšie môžu byť stabilita vlnovej dĺžky, konzistentnosť výstupu, tepelná kontrola a-dlhodobá spoľahlivosť.

Prepriemyselné a laserové-čerpacie systémy, sa inžinieri často zameriavajú na optický výkon,-účinnosť nástennej zásuvky, chladenie, robustnosť balenia a životnosť.

Pred kontaktovaním dodávateľa je užitočné definovať:

• Požadovaná vlnová dĺžka
• Požadovaný optický výstupný výkon
• CW alebo pulzná prevádzka
• Preferovaný balík
• Dostupný spôsob chladenia
• Požiadavky na nosník alebo vlákno
• Operačné prostredie
• Očakávaná životnosť

Poskytnutie týchto údajov uľahčuje dodávateľovi identifikáciu vhodných možností laserových diód.

Neexistuje jediná „najlepšia“ laserová dióda. Správna voľba je tá, ktorá sa hodí ku kompletnému systému.

Začnite s vlnovou dĺžkou a použiteľným optickým výkonom, potom vyhodnoťte prevádzkový režim, balík, charakteristiky lúča, požiadavky na ovládač a tepelné riadenie.

V prípade aplikácií OEM alebo špecializovaných aplikácií môže kontrola úplného údajového listu a zdieľanie skutočných prevádzkových podmienok s dodávateľom pomôcť znížiť problémy s integráciou a zlepšiť dlhodobú- spoľahlivosť.

Náš technický tím podporuje výber OEM laserových diód a prispôsobenie aplikácií. Ak potrebujete pomoc s výberom vhodnej vlnovej dĺžky, úrovne výkonu, balenia alebo prevádzkového režimu, neváhajtekontaktujte náš inžiniersky tím.