Hvordan velge en laserdiode: Bølgelengde, kraft og pakkeguide

Hvordan velge riktig laserdiode for applikasjonen din

Å velge riktig laserdiode betyr å balansere bølgelengde, optisk effekt, driftsmodus, pakke, stråleegenskaper, driverkrav og termisk styring. Denne veiledningen forklarer nøkkelspesifikasjonene ingeniører og OEM-kjøpere bør gjennomgå før de velger en laserdiode for LiDAR, medisinsk, industriell, sensing, pumping og andre applikasjoner.

Send forespørsel nå

Å velge en passendelaserdiodeinnebærer mer enn å spesifisere bølgelengde og utgangseffekt. Enheten må også matche det optiske systemet, driveren, kjøledesignet, driftsmodusen og applikasjonskravene.

Et dårlig valg kan føre til lav systemeffektivitet, ustabil ytelse, overoppheting eller redusert levetid. For OEM-utstyr, industrielle systemer, medisinsk utstyr, LiDAR, sensing, laserpumping og vitenskapelige instrumenter, er det verdt å gå gjennom nøkkelspesifikasjonene før du velger en del.

Bølgelengde er vanligvis den første parameteren som defineres fordi forskjellige materialer, detektorer og optiske komponenter reagerer forskjellig på lys.

Vanlige laserdiodebølgelengder inkluderer:

Riktig bølgelengde avhenger av absorpsjonsegenskapene til målmaterialet, detektorens følsomhet og de optiske komponentene som brukes i systemet.

For eksempel808nm laserdioderer mye brukt for-faststofflaserpumping, mens905nm pulsede laserdioderbrukes ofte i rekkevidde-finning og LiDAR-systemer.

Note:VCSEL-er er også mye brukt i 3D-sensing og enkelte LiDAR-applikasjoner, mens kant-emitterende laserdioder fortsatt er vanlige i høy-pumpe- og industrisystemer.

Når bølgelengden er definert, regner du ut hvor mye optisk kraft som faktisk trenger for å nå målet.

Den nominelle utgangen til en laserdiode er ikke den samme som den brukbare effekten etter det optiske systemet. Tap kan oppstå gjennom linser, speil, beskyttende vinduer, filtre, stråleformende optikk og fiberkobling.

Bruk av betydelig mer strøm enn nødvendig kan øke komponentkostnadene, varmeproduksjonen,-strømforsyningskravene og kravene til lasersikkerhet.

Samtidig kan kontinuerlig drift av en laserdiode nær dens absolutte maksimale rating redusere langsiktig-pålitelighet.

For applikasjoner med høy-effekt er det generelt bedre å tillate en viss driftsmargin i stedet for å designe rundt den maksimale spesifikasjonen.

Laserdioder drives vanligvis i kontinuerlig-bølge (CW) eller pulsmodus.

CW laserdiodergir kontinuerlig optisk utgang og er mye brukt i laserpumping, medisinsk utstyr, belysning, industrielle systemer og vitenskapelige instrumenter.

Pulserende laserdiodergenerere korte optiske pulser og brukes ofte i LiDAR, laseravstandsmålere,-flytid-systemer og optisk registrering.

For pulserende applikasjoner er ikke toppeffekt alene nok til å evaluere enheten. Pulsbredde, repetisjonsfrekvens, driftssyklus, drivstrøm og termiske grenser bør også gjennomgås.

En laserdiode som kan produsere høy toppeffekt under korte pulser er kanskje ikke egnet for kontinuerlig drift på samme utgangsnivå.

Pakkedesign påvirker varmespredning, mekanisk montering, optisk justering og systemintegrasjon.

TIL-Kan

TO-kan-laserdioder, inkludert TO-18-, TO-56- og TO-9-pakker, er kompakte og brukes ofte i justering, sensing, måling og optiske systemer med lav til middels kraft.

C-Monter

C-monterte laserdioder velges ofte for bruk med høyere-effekt der effektiv varmeoverføring er nødvendig. De kan monteres direkte på en ekstern kjøleribbe.

Fiber-Koblet

Fiber-koblede laserdioder leverer den optiske utgangen gjennom en optisk fiber. Dette er nyttig når laserkilden må plasseres borte fra utgangspunktet eller når optisk justering av ledige-rom er vanskelig å implementere.

For systemer med høyere-effekt bør pakkevalg vurderes sammen med kjøledesignet.

Kantutsendende-laserdioder produserer normalt ikke en perfekt sirkulær stråle.

Den raske-aksedivergensen er vanligvis mye større enn den sakte-aksedivergensen, spesielt i enheter med høy-effekt.

Nøkkelstråleparametere inkluderer:

• Rask-aksedivergens
• Langsom-aksedivergens
• Strålestørrelse
• Bjelkeprofil
• Astigmatisme
• Fiberkjernediameter og numerisk åpning for fiber-koblede enheter

Applikasjoner som krever en kollimert eller tett fokusert stråle kan trenge ekstra optikk.

Dette er grunnen til at to laserdioder med samme bølgelengde og nominelle utgangseffekt kan yte svært forskjellig i samme optiske system.

Laserdioder er strøm-drevne halvlederenheter og bør normalt drives med en passende konstant-strøm laserdiodedriver.

Viktige elektriske spesifikasjoner inkluderer:

• Driftsstrøm
• Terskelstrøm
• Maksimal strøm
• Fremover spenning
• Skråningseffektivitet

Strømtopper og elektrostatisk utladning kan skade laserkrysset, noen ganger uten umiddelbar synlig feil. Riktig sjåførbeskyttelse og ESD-sikker håndtering er derfor viktig under testing, montering og produksjon.

Termisk styring er like viktig. Når overgangstemperaturen øker, kan utgangseffekt, effektivitet, terskelstrøm, bølgelengde og levetid endres.

Avhengig av strømnivået kan kjølemetoder inkludere passive kjøleribber, tvungen-luftkjøling, termoelektriske kjølere eller vannkjøling.

For bølgelengdesensitive applikasjoner som laserpumping kan aktiv temperaturkontroll også være nødvendig fordi emisjonsbølgelengden skifter med temperaturen.

To produkter annonsert som "808nm 5W laserdioder" kan kanskje ikke byttes ut.

Ikke stol kun på overskriftsspesifikasjoner. Sammenlign hele dataarket før du legger inn en bestilling.

For OEM-applikasjoner, se også absolutt maksimale karakterer, lagringsforhold, monteringsanbefalinger og tilgjengelige data om levetid eller pålitelighet.

Å velge en enhet basert kun på bølgelengde og nominell optisk effekt kan føre til integrasjonsproblemer senere.

Ulike applikasjoner prioriterer forskjellige laserdiodespesifikasjoner.

TilLiDAR og rekkeviddefinning, pulsbredde, toppeffekt, bølgelengde, byttehastighet og detektorkompatibilitet er viktige.

Tilmedisinsk laserutstyr, bølgelengdestabilitet, utgangskonsistens, termisk kontroll og langsiktig-pålitelighet kan være viktigere.

Tilindustrielle og laser-pumpesystemer, fokuserer ingeniører ofte på optisk kraft,-veggpluggeffektivitet, kjøling, pakkens robusthet og levetid.

Før du kontakter en leverandør, er det nyttig å definere:

• Nødvendig bølgelengde
• Nødvendig optisk utgangseffekt
• CW eller pulserende operasjon
• Foretrukket pakke
• Tilgjengelig kjølemetode
• Krav til bjelke eller fiber
• Driftsmiljø
• Forventet levetid

Oppgi disse detaljene gjør det lettere for leverandøren å identifisere passende laserdiodealternativer.

Det er ingen enkelt "beste" laserdiode. Det riktige valget er det som passer til hele systemet.

Start med bølgelengde og brukbar optisk kraft, og evaluer deretter driftsmodus, pakke, stråleegenskaper, driverkrav og termisk styring.

For OEM eller spesialiserte applikasjoner kan gjennomgang av hele dataarket og deling av faktiske driftsforhold med leverandøren bidra til å redusere integreringsproblemer og forbedre-langsiktig pålitelighet.

Vårt tekniske team støtter OEM laserdiodevalg og applikasjonsmatching. Hvis du trenger hjelp til å velge en passende bølgelengde, effektnivå, pakke eller driftsmodus, kan du gjernekontakt vårt ingeniørteam.