Príručka pinov laserovej diódy: Konfigurácia kolíkov, polarita a kompatibilita ovládačov

A laserová diódabalík môže vyzerať klamlivo jednoducho. Typické zariadenie TO-can môže mať iba dva, tri alebo štyri vodiče, no nesprávne pripojenie týchto vodičov môže znamenať čokoľvek od nestabilného optického výstupu až po poškodenú diódu.

Problém je v tom, že neexistuje jedinýlaserová diódapinoutto platí pre každý balík. Dve laserové diódy môžu mať rovnaký priemer plechovky, podobný optický výkon a dokonca rovnaký počet kolíkov pri použití rôznych vnútorných spojení.

Pre inžinierov, ktorí vymieňajú diódu alebo ju integrujú do systému OEM, je bezpečný prístup jednoduchý: identifikujte skutočnúkonfigurácia pinov laserovej diódy, potvrďte polaritu, pochopte, čo robí fotodióda monitora, a potom skontrolujte, či vybraný ovládač laserovej diódy podporuje toto elektrické usporiadanie.

V strede balenia je samotná laserová dióda sLD anódaaLD katóda. Použite správny dopredný prúd a spoj vyžaruje laserové svetlo.

Mnoho laserových diód TO{0}}môže obsahovať aj druhé polovodičové zariadenie: amonitorová fotodióda, často skrátené PD alebo MPD. Detekuje časť optického výstupu, zvyčajne zo zadnej strany dutiny lasera. Tento signál môže byť použitý ovládačom laserovej diódy na monitorovanie výstupu alebo udržiavanie konštantného optického výkonu. Newport napríklad popisuje monitorovanie zadnej-fazety ako spôsob udržiavania výkonu lasera na konštantnej úrovni výkonu.

Preto by sa troj{0}}kolíková laserová dióda nemala považovať za „pozitívnu, negatívnu a kontrolnú“.

Tretí vodič je bežne spojený s fotodiódou monitora alebo zdieľaným elektrickým spojením medzi LD a PD. V závislosti od zariadenia môže byť jeden vodič pripojený aj ku kovovému puzdru.

Na tomto rozdiele záleží. Thepolarita laserovej diódya polarita fotodiódy sú samostatné otázky a obe môžu ovplyvniť spôsob, akým sa zariadenie pripája k ovládaču.

Počet kolíkov vám poskytuje užitočný východiskový bod, ale nie univerzálnu schému zapojenia.

Napríklad 14-kolíková motýľová laserová dióda je veľmi odlišný problém s integráciou ako 5,6 mm troj-kolík TO-can. Dodatočné kolíky môžu byť spojené s reguláciou teploty, monitorovaním a ďalšími funkciami balenia, a nie so samotným laserovým spojením.

Dôležité pravidlo je jednoduché:

Počet vodičov nedefinuje elektrický vývod.

Nikdy nepredpokladajte, že kolík 1 je vždy anóda laserovej diódy alebo že stredový vodič každého balíčka s tromi-kolíkmi je vždy uzemnený.

The3-pinový vývod laserovej diódyje miesto, kde začína veľa chýb v elektroinštalácii.

Balenie obsahujúce laserovú diódu a monitorovú fotodiódu je možné zapojiť niekoľkými spôsobmi. V rámci spoločného-anódového usporiadania zdieľajú LD a PD anódové spojenie. V spoločnej-konfigurácii katód zdieľajú ich katódy spojenie.

Existujú aj zmiešané úpravy, v ktorých saLD katóda a PD anódazdieľať terminál aleboLD anóda a PD katódasú bežné. Zdieľaný terminál môže byť tiež pripevnený ku kovovému puzdru, v závislosti od dizajnu obalu.

Toto nie je len teoretické rozlíšenie. Dokumentácia výrobcu zobrazuje skutočné zariadenia so špecifickým usporiadaním. Jeden príklad z katalógu Thorlabs používa kolík 1 ako laserovú katódu, kolík 2 ako bežné puzdro a kolík 3 ako anódu monitorovej diódy. Tento príklad je užitočný práve preto, že ukazuje, prečo samotná fyzická poloha elektródy nestačí na identifikáciu neznámej diódy.

Keď sa teda niekto spýta: „Aký je štandardný pinout troj{0}}kolíkovej laserovej diódy?“, užitočnejšia odpoveď je:

Neexistuje jedno priradenie pinov, ktoré by sa dalo bezpečne aplikovať na každú 3-pinovú laserovú diódu. Skontrolujte konkrétne číslo dielu a údajový list.

Aj keď máte pred sebou správny údajový list, jeden detail môže stále spôsobiť problémy:smer pohľadu.

Niektoré nákresy balenia zobrazujú zariadenie zospodu pri pohľade priamo na vodiče. Iní používajú pohľad zhora. Prečítajte si kresbu-zospodu, ako keby to bol pohľad zhora, a pozície špendlíkov sa môžu zobraziť zrkadlovo.

Pred pripojením diódy si na výkrese pozorne skontrolujte smer pohľadu, číslovanie kolíkov, jazýček na puzdre alebo zárez, sploštený okraj, označenie LD anódy/katódy, označenie PD anódy/katódy, pripojenie puzdra a všetky kolíky NC alebo „bez pripojenia“.

Nepoužívajte samotný tvar balenia ako náhradu za údajový list.

Toto je obzvlášť dôležité pri výmenných prácach. Nová dióda môže fyzicky pasovať na existujúci držiak laserovej diódy, pričom má inú vnútornú konfiguráciu kolíkov.

Inými slovami:

Mechanická kompatibilita nemusí nevyhnutne znamenať elektrickú kompatibilitu.

Táto jedna kontrola môže zabrániť prekvapivo drahej chybe.

Themonitorová fotodiódaposkytuje systému informácie o optickom výstupe lasera.

V prevádzkovom režime konštantného{0}}prúdu alebo ACC ovládač reguluje prúd cez laserovú diódu. Fotodiódu monitora možno jednoducho merať oddelene-alebo ju nemožno použiť vôbec.

V anAutomatické riadenie výkonu (APC)systému sa však fotodióda monitora stáva súčasťou spätnej väzby. Ovládač číta prúd fotodiódy a upravuje prúd lasera tak, aby sa zachoval cieľový optický výstup.

To znamená, že výber ovládača by mal brať do úvahy viac ako maximálny prúd LD.

Inžinier tiež potrebuje vedieťmonitorovať polaritu fotodiódy, očakávaný prúd fotodiódy, či ovládač podporuje toto pripojenie PD a ako sa odkazuje na spoločný terminál alebo puzdro.

Rôzne konštrukcie ovládačov zvládajú tieto pripojenia odlišne. Niektoré používajú plávajúce výstupy na prispôsobenie sa širšej škále konfigurácií laserových balíkov; Napríklad Newport špecificky opisuje ovládač s plne pohyblivým výstupom určeným na prispôsobenie rôznym usporiadaniam kolíkov balenia.

To je jeden z dôvodov, prečo by sa súčasný ovládač nemal automaticky považovať za kompatibilný s náhradnou laserovou diódou.

Predpokladajme, že dve laserové diódy majú rovnakú vlnovú dĺžku, podobný výstupný výkon a rovnaký priemer TO{0}}nádoby. Môže jedno jednoducho nahradiť druhé?

Nie nevyhnutne.

Thekompatibilita ovládača laserovej diódykontrola by mala pokrývať celé elektrické rozhranie, nielen optické špecifikácie.

Náhradná dióda môže mať inú LD polaritu alebo spoločné zapojenie. Jeho monitorová fotodióda môže byť obrátená oproti pôvodnému zariadeniu. Skriňa môže byť v jednej časti elektricky spojená a v druhej izolovaná. Požadovaný prevádzkový prúd a vyhovujúce napätie sa môžu tiež líšiť.

Dôležitá je aj architektúra ovládača. Ovládač navrhnutý pre jedno konkrétne spoločné pripojenie nemusí podporovať každú konfiguráciu-fotodiódy monitora. Dokumentácia výrobcu ovládača ukazuje, že podporovaná polarita PD a elektrické usporiadanie môžu byť skôr explicitnými požiadavkami na kompatibilitu ako voliteľnými detailmi.

Pre dizajnéra OEM to robíúdajový list laserovej diódy a údajový list laserového ovládača zhodný pár. Nestačí prečítať len jeden z nich.

Užitočná kontrola dizajnu kladie dve samostatné otázky: môže vodič bezpečne napájať laserovú diódu a môže sa jej monitorovací obvod správne prepojiť so vstavanou-fotiódou?

Až keď sú obe odpovede jasné, malo by sa elektrické rozhranie považovať za potvrdené.

Pre výrobné zariadenia pomáha zdokumentovať elektrické rozhranie pred schválením laserovej diódy alebo náhradného dielu.

Pre výrobcov strojov sa tieto informácie oplatí uviesť aj do kusovníka a montážnej dokumentácie. Oveľa zjednodušuje budúce získavanie zdrojov a{1}}hodnotenie druhého zdroja.

Existuje štandardný 3-pinový vývod laserovej diódy?

Vo všetkých laserových diódach nemožno predpokladať žiadne univerzálne usporiadanie s troma{0} kolíkmi. 3-kolíkové zariadenie môže obsahovať laserovú diódu a monitorovaciu fotodiódu so zdieľanou anódou, zdieľanou katódou alebo inou spoločnou konfiguráciou. Pred zapojením vždy identifikujte presné číslo dielu a overte si jeho údajový list výrobcu.

Ako môžem identifikovať anódu a katódu laserovej diódy?

Začnite s výrobcomdiagram laserovej diódynamiesto fyzickej vedúcej pozície. Skontrolujte, či je diagram zobrazený zhora alebo zdola, a na určenie orientácie použite štítok na obale, zárez alebo inú referenčnú funkciu. V prípade neznámej alebo citlivej laserovej diódy sa vyhnite aplikovaniu ľubovoľného skúšobného prúdu jednoducho na určenie polarity.

Môžem použiť rovnaký ovládač laserovej diódy po výmene diódy?

Možno, ale fyzická kondícia nestačí. Potvrďte polaritu LD, prevádzkový prúd, napätie v súlade s požiadavkami, polaritu monitora-fotiódy, spoločné pripojenie/pripojenie puzdra a podporovaný prevádzkový režim ovládača. Ak sa vyžaduje APC, kompatibilita monitora-fotodiódy sa stáva obzvlášť dôležitá.

A Pinout laserovej diódysa môže zdať ako malý detail, ale v OEM laserovom systéme sedí priamo medzi laserovým zdrojom a elektronikou, ktorá ho riadi. Včasné potvrdenie pripojenia uľahčuje výber ovládača, znižuje riziko výmeny a zabraňuje prepracovaniu rozhrania po tom, čo už bol zostavený zvyšok systému.

Ak vyberáteOEM laserová diódapre nový alebo existujúci systém nám pošlite požadovanú vlnovú dĺžku, optický výstupný výkon, typ balenia, konfiguráciu kolíkov, prevádzkový prúd, požiadavky na ovládač a odhadované množstvo projektu. Môžeme pomôcť vyhodnotiť vhodnú laserovú diódu a elektrickú konfiguráciu pre vašu aplikáciu.