Kako izbrati lasersko diodo?

TheLaserska diodaje nekronani skriti prvak sodobne laserske tehnologije. Laserske diode so povsod, od preprostih laserskih kazalcev do kompleksnih kvantnih komunikacijskih satelitov. Ima vrhunsko učinkovitost, kompaktno konstrukcijo, številne vrste in kar je najpomembneje, postaja vse cenejši.

Veliko ljudi je razmišljalo o uporabi laserskih diod v svojih izdelkih, včasih kot popolnoma novih sistemov, včasih kot zamenjava za starejše laserje. Kako naj inženirji izberejo glede na številne vrste laserskih sekundarnih cevi?

Naslednji štirje koraki vam na primer pomagajo določiti lasersko diodo, ki jo potrebujete.

1. korak: Pretvorite zahteve aplikacije v laserske parametre

Da bi našli pravo lasersko diodo za vašo aplikacijo ali izdelek, boste morda najprej želeli določiti nabor parametrov glede na aplikacijo. Recimo, da želimo zgraditi laserski interferometer za analizo profila površine ali merjenje hitrosti.

Za izdelavo naprave potrebujemo lasersko diodo koherentne dolžine od 1 do 10 m, interferogram pa naj se spreminja glede na temperaturo (< 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.

Na zgornji sliki so zahteve glede uporabe ali izdelka navedene na levi, laserski parametri pa na desni. Iz koherentne dolžine je mogoče izračunati Δ z uporabo širine žice ν=C /πL= 9.6-95.5 MHZ.

Za tiste, ki so novi na tem področju, je pomembno razumeti, kaj ti parametri pomenijo.

Koherenčna dolžina je razdalja, na kateri se koherenca bistveno zmanjša. Upoštevajte naslednjo formulo:

Δν = C /πL

Kjer je Δν pasovna širina (ali širina črte), C svetlobna hitrost in L koherenčna dolžina.

Spektralna ločljivost predstavlja razmerje med pasovno širino (v nanometrih) in valovno dolžino: R=λ / Δλ. V primeru spektrografa ali splošnejšega spektra merilo zmožnosti laserja, da razloči značilnosti elektromagnetnega spektra.

Bandpass, senzorji, ki se uporabljajo za zaznavanje laserskih signalov, običajno uporabljajo interferenčne filtre za blokiranje svetlobe iz okolja. Zato mora biti valovna dolžina laserskega vira v območju prenosa filtra. V tem primeru lahko običajno zanemarimo omejeno toleranco sredinske valovne dolžine.

Kakovost žarka lahko definiramo na več načinov. Eden je faktor M 2, ki kaže, kako blizu je žarek idealni Gaussovi obliki. Tako 1.0 predstavlja popoln Gaussov žarek. Drugi je zmnožek parametrov žarka (BPP), za katerega moramo pomnožiti fokusirani pas žarka z divergenco daljnega polja.

Intenziteta, ki predstavlja moč laserja v območju žarka (po možnosti žariščna točka). Enote so torej W/cm 2.

Profil žarka se nanaša na porazdelitev intenzivnosti laserskega žarka. Lahko je z ravnim vrhom (pravokotna porazdelitev) ali Gaussov. Enomodalni žarki so običajno (skoraj) Gaussovi, medtem ko večmodni žarki običajno niso. Lahko ima različne oblike, odvisno od števila in porazdelitve intenzivnosti načinov mešanja.

Svetlost laserskega vira je mogoče izmeriti z njegovo izhodno močjo in kakovostjo žarka. V bistvu gre za moč laserja, deljeno z BPP. Enota je W/cm 2-krat sr.

2. korak: Izberite vrsto laserja

V drugem koraku bomo podrobneje opisali vrsto laserja. Soočamo se s številnimi izbirami. Pravi način za pristop k tej težavi je pretehtanje možnosti. Odtenki sive označujejo različne možnosti, ki se običajno uporabljajo za enomodne laserske diode.

Pri nekaterih vrstah laserskih diod višja kakovost žarka običajno spremlja manjšo izhodno moč.

Označimo parametre, ki so primerni za aplikacijo (kot primer vzemimo izdelavo laserskega interferometra). Za tolerance valovne dolžine ni omejitev. Torej je teža enaka nič. Za širino črte je območje izračuna med 10 in 100 MHz, tako da je < v stolpcu grebenskega valovoda stabiliziran; 50 MHz se sliši razumno. Ker je to ključni parameter, je teža 2.

3. korak: Izberite laserski material

Valovna dolžina je običajno zelo pomembna za aplikacije.

Tabela 3 opisuje posebne materiale in njihov razpon valovnih dolžin. V primeru detektor temelji na Si, valovna dolžina laserske emisije pa je omejena na < 1100 nm. To pomeni, da so za nas lahko primerne laserske diode galijev nitrid (GaN) ali galijev arzenid (GaAs). Običajno so ultravijolične (UV) raztopine dražje od laserskih diod v vidni svetlobi (VIS) ali bližnji infrardeči (NIR), zato je material vis-to-NIR označen.

4. korak: Ustvarite končne diagrame in začnite iskati dobavitelje

Zdaj imamo vse potrebne parametre za ustrezno lasersko diodo. Tabela 4 prikazuje nabor parametrov, izpeljanih iz prejšnjega grafikona, o drugih pa razpravljamo spodaj:

Način delovanja (CW, impulz ali modulacija). To ima lahko velik vpliv na upravljanje toplote in sloge pakiranja. Pri impulznih ali impulzno moduliranih laserskih diodah z nizkim delovnim ciklom je lahko manj odpadne toplote in zato manjše velikosti paketov.

Kolimacija žarka (prosti prostor, integrirani optični element ali fiber pigtail). Veliko je odvisno od vaše prijave. Pogosto so uporabni vmesniki standardiziranih optičnih konektorjev, kot so konektorji s ferulami (FC) ali standardni konektorji (SC).

Enkapsulacija. Letalski paket ali TO paket. Skupna velikost, združljivost obstoječih rešitev, konfiguracija pinov. Vse to so premisleki.

S podatki v zgornji tabeli lahko začnete iskati dobavitelje laserskih diod, dobavitelji lahko na podlagi teh podatkov razumejo vaše potrebe in čim prej zagotovijo možne rešitve.

Kontaktni podatki:

Če imate kakršne koli ideje, se obrnite na nas. Ne glede na to, kje so naše stranke in kakšne so naše zahteve, bomo sledili svojemu cilju, da svojim strankam zagotovimo visoko kakovost, nizke cene in najboljšo storitev.