Sådan vælger du en laserdiode: Bølgelængde, kraft og pakkevejledning

Sådan vælger du den rigtige laserdiode til din applikation

At vælge den rigtige laserdiode betyder afbalancering af bølgelængde, optisk effekt, driftstilstand, pakke, stråleegenskaber, driverkrav og termisk styring. Denne vejledning forklarer de vigtigste specifikationer, ingeniører og OEM-købere bør gennemgå, før de vælger en laserdiode til LiDAR, medicinske, industrielle, sensing, pumpning og andre applikationer.

Send forespørgsel nu

At vælge en passendelaser diodeinvolverer mere end at specificere bølgelængde og udgangseffekt. Enheden skal også matche det optiske system, driver, køledesign, driftstilstand og applikationskrav.

Et dårligt valg kan føre til lav systemeffektivitet, ustabilt output, overophedning eller reduceret levetid. For OEM-udstyr, industrielle systemer, medicinsk udstyr, LiDAR, sensing, laserpumpning og videnskabelige instrumenter er det værd at gennemgå de vigtigste specifikationer, før du vælger en del.

Bølgelængde er normalt den første parameter, der defineres, fordi forskellige materialer, detektorer og optiske komponenter reagerer forskelligt på lys.

Almindelige laserdiodebølgelængder inkluderer:

Den korrekte bølgelængde afhænger af målmaterialets absorptionsegenskaber, detektorfølsomhed og de optiske komponenter, der anvendes i systemet.

f.eks.808nm laserdioderbruges i vid udstrækning til faststof-laserpumpning, mens905nm pulserende laserdioderbruges ofte i rækkevidde-finding og LiDAR-systemer.

Note:VCSEL'er er også meget udbredt i 3D-sensing og nogle LiDAR-applikationer, mens kant-emitterende laserdioder forbliver almindelige i høj-pumpe- og industrisystemer.

Når bølgelængden er defineret, skal du beregne, hvor meget optisk effekt der faktisk skal til for at nå målet.

Den nominelle effekt af en laserdiode er ikke den samme som den brugbare effekt efter det optiske system. Tab kan forekomme gennem linser, spejle, beskyttende vinduer, filtre, stråleformende optik og fiberkobling.

Brug af væsentligt mere strøm end nødvendigt kan øge komponentomkostninger, varmeproduktion, strøm-forsyningskrav og lasersikkerhedskrav.

Samtidig kan kontinuerlig drift af en laserdiode tæt på dens absolutte maksimumværdi reducere langsigtet-pålidelighed.

For applikationer med høj-effekt er det generelt bedre at tillade en vis driftsmargin i stedet for at designe omkring den maksimale specifikation.

Laserdioder drives almindeligvis i kontinuerlig-bølge (CW) eller pulserende tilstand.

CW laserdiodergiver kontinuerlig optisk udgang og er meget udbredt i laserpumpning, medicinsk udstyr, belysning, industrielle systemer og videnskabelige instrumenter.

Pulserende laserdiodergenerere korte optiske impulser og bruges almindeligvis i LiDAR, laserafstandsmålere,-flyvetidssystemer-og optisk registrering.

Til pulserende applikationer er spidseffekt alene ikke nok til at evaluere enheden. Pulsbredde, gentagelseshastighed, driftscyklus, drivstrøm og termiske grænser bør også gennemgås.

En laserdiode, der kan producere høj spidseffekt under korte impulser, er muligvis ikke egnet til kontinuerlig drift på samme udgangsniveau.

Pakkedesign påvirker varmeafledning, mekanisk montering, optisk justering og systemintegration.

TIL-Kan

TO-can-laserdioder, inklusive TO-18-, TO-56- og TO-9-pakker, er kompakte og almindeligvis brugt i justering, registrering, måling og optiske systemer med lav til medium effekt.

C-Monter

C-monterede laserdioder vælges ofte til applikationer med højere-effekt, hvor effektiv varmeoverførsel er påkrævet. De kan monteres direkte på en ekstern køleplade.

Fiber-Koblet

Fiber-koblede laserdioder leverer det optiske output gennem en optisk fiber. Dette er nyttigt, når laserkilden skal placeres væk fra outputpunktet, eller når optisk justering af fri-plads er svær at implementere.

For systemer med højere-effekt bør pakkevalg overvejes sammen med køledesignet.

Kant-emitterende laserdioder producerer normalt ikke en perfekt cirkulær stråle.

Den hurtige-aksedivergens er typisk meget større end den langsomme-aksedivergens, især i høj-enheder.

Nøglestråleparametre inkluderer:

• Hurtig-akse divergens
• Langsom-akse divergens
• Bjælkestørrelse
• Bjælkeprofil
• Astigmatisme
• Fiberkernediameter og numerisk åbning til fiber-koblede enheder

Anvendelser, der kræver en kollimeret eller tæt fokuseret stråle, kan have brug for yderligere optik.

Dette er grunden til, at to laserdioder med samme bølgelængde og nominelle udgangseffekt kan fungere meget forskelligt i det samme optiske system.

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

Vigtige elektriske specifikationer omfatter:

• Driftsstrøm
• Tærskelstrøm
• Maksimal strøm
• Fremadgående spænding
• Hældningseffektivitet

Strømspidser og elektrostatisk udladning kan beskadige laserforbindelsen, nogle gange uden umiddelbar synlig fejl. Korrekt førerbeskyttelse og ESD-sikker håndtering er derfor vigtige under test, montering og produktion.

Termisk styring er lige så vigtig. Når overgangstemperaturen stiger, kan udgangseffekt, effektivitet, tærskelstrøm, bølgelængde og levetid alle ændre sig.

Afhængigt af strømniveauet kan kølemetoder omfatte passive køleplader, tvungen-luftkøling, termoelektriske kølere eller vandkøling.

Til bølgelængdefølsomme applikationer som f.eks. laserpumpning kan aktiv temperaturkontrol også være påkrævet, fordi emissionsbølgelængden skifter med temperaturen.

To produkter annonceret som "808nm 5W laserdioder" er muligvis ikke udskiftelige.

Stol ikke kun på overskriftsspecifikationer. Sammenlign det komplette dataark, før du afgiver en ordre.

For OEM-applikationer skal du også gennemgå absolutte maksimale klassifikationer, opbevaringsforhold, monteringsanbefalinger og alle tilgængelige data om levetid eller pålidelighed.

Valg af en enhed baseret kun på bølgelængde og nominel optisk effekt kan føre til integrationsproblemer senere.

Forskellige applikationer prioriterer laserdiodespecifikationer forskelligt.

ForLiDAR og rækkeviddefinding, pulsbredde, spidseffekt, bølgelængde, koblingshastighed og detektorkompatibilitet er vigtige.

Formedicinsk laserudstyr, bølgelængdestabilitet, outputkonsistens, termisk kontrol og langsigtet pålidelighed kan være vigtigere.

Forindustrielle og laser-pumpesystemer, ingeniører fokuserer ofte på optisk strøm, væg-stikeffektivitet, køling, pakkens robusthed og levetid.

Før du kontakter en leverandør, er det nyttigt at definere:

• Påkrævet bølgelængde
• Nødvendig optisk udgangseffekt
• CW eller pulserende drift
• Foretrukken pakke
• Tilgængelig kølemetode
• Krav til bjælke eller fiber
• Driftsmiljø
• Forventet levetid

Angivelse af disse detaljer gør det lettere for leverandøren at identificere passende laserdioder.

Der findes ikke en enkelt "bedste" laserdiode. Det rigtige valg er det, der passer til hele systemet.

Start med bølgelængde og brugbar optisk effekt, og evaluer derefter driftstilstand, pakke, stråleegenskaber, driverkrav og termisk styring.

For OEM eller specialiserede applikationer kan gennemgang af det fulde dataark og deling af faktiske driftsforhold med leverandøren hjælpe med at reducere integrationsproblemer og forbedre-langsigtet pålidelighed.

Vores tekniske team understøtter OEM laserdiodevalg og applikationsmatchning. Hvis du har brug for hjælp til at vælge en passende bølgelængde, effektniveau, pakke eller driftstilstand, er du velkommen til atkontakt vores ingeniørteam.