Jak vybrat laserovou diodu: Průvodce vlnovou délkou, výkonem a balením

Jak vybrat správnou laserovou diodu pro vaši aplikaci

Výběr správné laserové diody znamená vyvážení vlnové délky, optického výkonu, provozního režimu, balení, charakteristik paprsku, požadavků na ovladače a tepelného managementu. Tato příručka vysvětluje klíčové specifikace, které by si inženýři a OEM kupující měli přečíst před výběrem laserové diody pro LiDAR, lékařské, průmyslové, snímací, čerpací a další aplikace.

Odeslat poptávku

Výběr vhodnéholaserová diodazahrnuje více než specifikaci vlnové délky a výstupního výkonu. Zařízení také musí odpovídat požadavkům na optický systém, ovladač, design chlazení, provozní režim a aplikace.

Špatný výběr může vést k nízké účinnosti systému, nestabilnímu výkonu, přehřívání nebo zkrácení životnosti. U zařízení OEM, průmyslových systémů, lékařských zařízení, LiDAR, snímání, laserového čerpání a vědeckých přístrojů se před výběrem dílu vyplatí zkontrolovat klíčové specifikace.

Vlnová délka je obvykle prvním parametrem, který je třeba definovat, protože různé materiály, detektory a optické komponenty reagují na světlo odlišně.

Mezi běžné vlnové délky laserových diod patří:

Správná vlnová délka závisí na absorpčních charakteristikách cílového materiálu, citlivosti detektoru a optických komponentech použitých v systému.

Například,808nm laserové diodyjsou široce používány pro čerpání-laseru v pevné fázi, zatímco905nm pulzní laserové diodyse běžně používají v systémech-zjišťování vzdálenosti a LiDAR.

Poznámka:VCSEL jsou také široce používány ve 3D snímání a některých aplikacích LiDAR, zatímco okrajové-laserové diody zůstávají běžné ve vysoce-výkonových čerpacích a průmyslových systémech.

Jakmile je vlnová délka definována, vypočítejte, kolik optického výkonu skutečně potřebuje k dosažení cíle.

Jmenovitý výkon laserové diody není stejný jako využitelný výkon po optické soustavě. Ke ztrátám může dojít prostřednictvím čoček, zrcadel, ochranných oken, filtrů, optiky{1}}pro tvarování paprsku a spojování vláken.

Použití výrazně většího množství energie, než je nutné, může zvýšit náklady na komponenty, tvorbu tepla, požadavky na napájení-a požadavky na bezpečnost laseru.

Nepřetržitý provoz laserové diody v blízkosti jejího absolutního maximálního hodnocení může zároveň snížit dlouhodobou spolehlivost-.

U aplikací s vysokým{0}}výkonem je obecně lepší povolit určitou provozní rezervu, než navrhovat kolem maximální specifikace.

Laserové diody se běžně provozují v nepřetržitém -vlnném (CW) nebo pulzním režimu.

CW laserové diodyposkytují nepřetržitý optický výstup a jsou široce používány v laserovém čerpání, lékařském vybavení, osvětlení, průmyslových systémech a vědeckých přístrojích.

Pulzní laserové diodygenerují krátké optické pulsy a běžně se používají v LiDAR, laserových dálkoměrech, systémech -času{1}}letu a optickém snímání.

U pulzních aplikací samotný špičkový výkon k vyhodnocení zařízení nestačí. Šířka pulzu, opakovací frekvence, pracovní cyklus, proud měniče a tepelné limity by měly být také přezkoumány.

Laserová dioda, která může produkovat vysoký špičkový výkon během krátkých pulzů, nemusí být vhodná pro nepřetržitý provoz na stejné výstupní úrovni.

Konstrukce obalu ovlivňuje odvod tepla, mechanickou montáž, optické vyrovnání a integraci systému.

DO-Mohou

Laserové diody TO-can, včetně pouzder TO-18, TO{5}}56 a TO-9, jsou kompaktní a běžně se používají v systémech seřízení, snímání, měření a v optických systémech s nízkým až středním výkonem.

C-Montáž

Laserové diody C-mount jsou často vybírány pro aplikace s vyšším{1}}výkonem, kde je vyžadován účinný přenos tepla. Mohou být namontovány přímo na externí chladič.

Vlákno-spojené

Vláknové-laserové diody poskytují optický výstup přes optické vlákno. To je užitečné, když je třeba laserový zdroj umístit mimo výstupní bod nebo když je obtížné implementovat optické zarovnání ve volném prostoru.

U systémů s vyšším{0}}výkonem je třeba zvážit výběr balení společně s návrhem chlazení.

Okrajové- laserové diody obvykle nevytvářejí dokonale kruhový paprsek.

Rychlá-divergence osy je obvykle mnohem větší než pomalá-divergence os, zejména u zařízení s vysokým-výkonem.

Mezi klíčové parametry paprsku patří:

• Rychlá-divergence os
• Pomalá-divergence os
• Velikost paprsku
• Profil nosníku
• Astigmatismus
• Průměr vláknového jádra a numerická apertura pro zařízení s vlákny{0}}

Aplikace vyžadující kolimovaný nebo těsně zaostřený paprsek mohou vyžadovat další optiku.

To je důvod, proč dvě laserové diody se stejnou vlnovou délkou a jmenovitým výstupním výkonem mohou fungovat velmi odlišně ve stejném optickém systému.

Laserové diody jsou proudem{0} řízená polovodičová zařízení a normálně by měla být provozována s vhodným konstantním-proudovým ovladačem laserové diody.

Mezi důležité elektrické specifikace patří:

• Provozní proud
• Prahový proud
• Maximální proud
• Dopředné napětí
• Efektivita svahu

Proudové špičky a elektrostatický výboj mohou poškodit laserový spoj, někdy bez okamžité viditelné poruchy. Při testování, montáži a výrobě je proto důležitá správná ochrana řidiče a bezpečné zacházení s elektrostatickým výbojem-.

Tepelný management je stejně důležitý. S rostoucí teplotou přechodu se může měnit výstupní výkon, účinnost, prahový proud, vlnová délka a životnost.

V závislosti na úrovni výkonu mohou metody chlazení zahrnovat pasivní chladiče, nucené-chlazení vzduchem, termoelektrické chladiče nebo vodní chlazení.

U aplikací citlivých na vlnovou délku-, jako je laserové čerpání, může být také vyžadováno aktivní řízení teploty, protože vlnová délka emise se mění s teplotou.

Dva produkty inzerované jako "808nm 5W laserové diody" nemusí být zaměnitelné.

Nespoléhejte pouze na specifikace titulků. Před zadáním objednávky porovnejte kompletní datový list.

U aplikací OEM také zkontrolujte absolutní maximální hodnocení, podmínky skladování, doporučení pro montáž a veškeré dostupné údaje o životnosti nebo spolehlivosti.

Výběr zařízení pouze na základě vlnové délky a nominálního optického výkonu může později vést k problémům s integrací.

Různé aplikace kladou různé priority na specifikace laserových diod.

ProLiDAR a zjišťování vzdálenosti, šířka pulzu, špičkový výkon, vlnová délka, rychlost přepínání a kompatibilita detektoru jsou důležité.

Prolékařské laserové zařízení, stabilita vlnové délky, konzistence výstupu, tepelná kontrola a dlouhodobá{0}}spolehlivost mohou být důležitější.

Proprůmyslové a laserové{0}}čerpací systémyse inženýři často zaměřují na optický výkon,-účinnost zásuvky, chlazení, robustnost balení a životnost.

Před kontaktováním dodavatele je užitečné definovat:

• Požadovaná vlnová délka
• Požadovaný optický výstupní výkon
• CW nebo pulzní provoz
• Preferovaný balíček
• Dostupný způsob chlazení
• Požadavky na nosník nebo vlákno
• Provozní prostředí
• Očekávaná životnost

Poskytnutí těchto údajů usnadňuje dodavateli identifikaci vhodných možností laserových diod.

Neexistuje jediná „nejlepší“ laserová dioda. Správná volba je ta, která se hodí ke kompletnímu systému.

Začněte s vlnovou délkou a použitelným optickým výkonem, poté vyhodnoťte provozní režim, balíček, charakteristiky paprsku, požadavky ovladače a tepelné řízení.

U OEM nebo specializovaných aplikací může kontrola úplného datového listu a sdílení skutečných provozních podmínek s dodavatelem pomoci snížit problémy s integrací a zlepšit dlouhodobou- spolehlivost.

Náš technický tým podporuje výběr OEM laserových diod a přizpůsobení aplikací. Pokud potřebujete pomoc s výběrem vhodné vlnové délky, úrovně výkonu, balení nebo provozního režimu, neváhejtekontaktujte náš technický tým.