Hvordan velge laserdiode?

DeLaser diodeer den ukronede skjulte mesteren av moderne laserteknologi. Laserdioder er overalt, fra enkle laserpekere til komplekse kvantekommunikasjonssatellitter. Den har overlegen effektivitet, kompakt konstruksjon, mange typer, og viktigst av alt, den blir billigere.

Mange har vurdert å bruke laserdioder i produktene sine, noen ganger som helt nye systemer, noen ganger som erstatninger for eldre lasere. I møte med mange typer sekundære laserrør, hvordan bør ingeniører velge?

Som et eksempel hjelper de følgende fire trinnene deg med å finne laserdioden du trenger.

Trinn 1: Konverter applikasjonskrav til laserparametere

For å finne riktig laserdiode for applikasjonen eller produktet ditt, kan det være lurt å bestemme et sett med parametere basert på applikasjonen. Anta at vi ønsker å bygge et laserinterferometer for overflateprofilanalyse eller hastighetsmåling.

For å konstruere enheten trenger vi en laserdiode med en koherent lengde på 1 til 10 m, og interferogrammet skal variere i temperatur (< 0.1 nm/K) and remained stable. We need a collimated Gaussian beam with a power of > 80 mW. The detector we used is based on silicon (Si) and is only suitable for < 1100 nm wavelength. In this case, the central wavelength itself and the polarization are less important. At present, we do not know the type of laser diode package.

På bildet ovenfor er applikasjons- eller produktkrav oppført til venstre og laserparametere til høyre. Fra den koherente lengden kan Δ beregnes ved å bruke trådbredden ν=C /πL= 9.6-95.5 MHZ.

For de nye på feltet er det viktig å forstå hva disse parameterne betyr.

Koherenslengden er avstanden der koherensen avtar betydelig. Vennligst referer til følgende formel:

Δν = C /πL

Der Δν er båndbredden (eller linjebredden), C er lysets hastighet, og L er koherenslengden.

Spektraloppløsningen representerer forholdet mellom båndbredde (i nanometer) og bølgelengde: R=λ / Δλ. Når det gjelder en spektrograf eller mer generelt spektrum, et mål på laserens evne til å løse trekk ved det elektromagnetiske spekteret.

Båndpass, sensorer som brukes til å oppdage lasersignaler, bruker vanligvis interferensfiltre for å blokkere omgivelseslys. Derfor må bølgelengden til laserkilden holdes innenfor overføringsområdet til filteret. I dette tilfellet kan vi vanligvis ignorere den begrensede senterbølgelengdetoleransen.

Strålekvalitet kan defineres på flere måter. Den ene er M 2-faktoren, som indikerer hvor nær strålen er den ideelle gaussiske formen. Dermed representerer 1.0 en perfekt gaussisk stråle. Den andre er stråleparameterproduktet (BPP), som vi må multiplisere den fokuserte strålemidjen med fjernfeltsdivergensen.

Intensitet, som representerer kraften til laseren i stråleområdet (fortrinnsvis brennpunktet). Så enhetene er W/cm 2.

Stråleprofilen refererer til intensitetsfordelingen til laserstrålen. Den kan være flattopp (rektangulær fordeling) eller gaussisk. Enkeltmodusstråler er vanligvis (nesten) gaussiske, mens multimodusstråler vanligvis ikke er det. Den kan ha en rekke former avhengig av antall og intensitetsfordeling av blandemodusene.

Lysstyrken til laserkilden kan måles ved dens utgangseffekt og strålekvalitet. I hovedsak er det laserkraften delt på BPP. Enheten er B/cm 2 ganger sr.

Trinn 2: Velg en lasertype

I det andre trinnet vil vi beskrive lasertypen mer spesifikt. Vi står overfor mange valg. Den riktige måten å nærme seg dette problemet på er å veie alternativene. Nyanser av grått identifiserer de forskjellige alternativene som vanligvis brukes for enkeltmodus laserdioder.

For noen typer laserdioder følger vanligvis høyere strålekvalitet med lavere utgangseffekt.

Vi merker parametrene som passer for applikasjonen (ta å bygge et laserinterferometer som et eksempel). Det er ingen restriksjoner på bølgelengdetoleranser. Så vekten er null. For linjebredden er beregningsområdet mellom 10 og 100 MHz, så < i mønebølgeledersøylen er stabilisert; 50 MHz høres fornuftig ut. Siden dette er en nøkkelparameter, er vekten 2.

Trinn 3: Velg lasermaterialet

Bølgelengde er vanligvis svært viktig for applikasjoner.

Tabell 3 Skisserer spesifikke materialer og deres rekkevidde av bølgelengder. I eksemplet er detektoren basert på Si, og laseremisjonsbølgelengden er begrenset til < 1100 nm. Dette betyr at galliumnitrid (GaN) eller galliumarsenid (GaAs) laserdioder kan være passende for oss. Vanligvis er ultrafiolette (UV) løsninger dyrere enn laserdioder i synlig lys (VIS) eller nær-infrarødt (NIR), så vis-til-NIR-materialet er merket.

Trinn 4: Lag endelige diagrammer og begynn å lete etter leverandører

Vi har nå alle parameterne som trengs for en passende laserdiode. Tabell 4 viser et sett med parametere avledet fra forrige diagram, og vi diskuterer andre nedenfor:

Driftsmodus (CW, puls eller modulasjon). Dette kan ha en stor innvirkning på varmehåndteringen så vel som emballasjestiler. For pulserte eller pulsmodulerte laserdioder med lav driftssyklus kan det være mindre spillvarme og derfor mindre pakkestørrelser.

Strålekollimering (fri plass, integrert optisk element eller fiber-pigtail). Mye avhenger av søknaden din. Ofte er standardiserte optiske koblingsgrensesnitt, for eksempel hylsekoblinger (FC) eller standard kontakter (SC), nyttige.

Innkapsling. Flypakke eller TO-pakke. Total størrelse, kompatibilitet av eksisterende løsninger, pin-konfigurasjon. Dette er alle hensyn.

Med dataene i tabellen ovenfor kan du begynne å lete etter laserdiodeleverandører, leverandører kan forstå dine behov basert på disse dataene, og gi mulige løsninger så snart som mulig.

Kontaktinformasjon:

Hvis du har noen ideer, snakk gjerne med oss. Uansett hvor kundene våre er og hvilke krav vi har, vil vi følge vårt mål om å gi våre kunder høy kvalitet, lave priser og den beste servicen.