Hvordan vælger man laserdiode?

DetLaser diodeer den ukronede skjulte mester for moderne laserteknologi. Laserdioder er overalt, fra simple laserpointere til komplekse kvantekommunikationssatellitter. Den har overlegen effektivitet, kompakt konstruktion, adskillige typer, og vigtigst af alt er den ved at blive billigere.

Mange mennesker har overvejet at bruge laserdioder i deres produkter, nogle gange som helt nye systemer, nogle gange som erstatninger for ældre lasere. Hvordan skal ingeniører vælge i lyset af mange slags sekundære laserrør?

Som et eksempel hjælper de følgende fire trin dig med at bestemme den laserdiode, du har brug for.

Trin 1: Konverter applikationskrav til laserparametre

For at finde den rigtige laserdiode til din applikation eller dit produkt, vil du måske først bestemme et sæt parametre baseret på applikationen. Antag, at vi ønsker at bygge et laserinterferometer til overfladeprofilanalyse eller hastighedsmåling.

For at konstruere enheden har vi brug for en laserdiode med en sammenhængende længde 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 billedet ovenfor er applikations- eller produktkrav angivet til venstre, og laserparametre er angivet til højre. Ud fra den kohærente længde kan Δ beregnes ved hjælp af trådbredden ν=C /πL= 9.6-95.5 MHZ.

For dem, der er nye på området, er det vigtigt at forstå, hvad disse parametre betyder.

Kohærenslængden er den afstand, hvor kohærensen falder væsentligt. Se venligst følgende formel:

Δν = C /πL

Hvor Δν er båndbredden (eller linjebredden), C er lysets hastighed, og L er kohærenslængden.

Den spektrale opløsning repræsenterer forholdet mellem båndbredde (i nanometer) og bølgelængde: R=λ / Δλ. I tilfælde af en spektrograf eller mere generelt spektrum, et mål for laserens evne til at opløse træk ved det elektromagnetiske spektrum.

Båndpas, sensorer, der bruges til at detektere lasersignaler, bruger normalt interferensfiltre til at blokere omgivende lys. Derfor skal laserkildens bølgelængde holdes inden for filterets transmissionsområde. I dette tilfælde kan vi normalt ignorere den begrænsede centerbølgelængdetolerance.

Strålekvalitet kan defineres på flere måder. Den ene er M 2 faktoren, som angiver, hvor tæt strålen er på den ideelle gaussiske form. Således repræsenterer 1.0 en perfekt Gauss-stråle. Den anden er stråleparameterproduktet (BPP), for hvilket vi skal gange den fokuserede stråletalje med fjernfeltsdivergensen.

Intensitet, som repræsenterer laserens kraft i stråleområdet (helst brændpunktet). Så enhederne er W/cm 2.

Stråleprofilen refererer til intensitetsfordelingen af ​​laserstrålen. Den kan være fladtoppet (rektangulær fordeling) eller gaussisk. Single-mode stråler er normalt (næsten) Gaussiske, mens multimode stråler normalt ikke er. Det kan have en række forskellige former afhængigt af antallet og intensitetsfordelingen af ​​blandetilstandene.

Lysstyrken af ​​laserkilden kan måles ved dens udgangseffekt og strålekvalitet. I bund og grund er det lasereffekten divideret med BPP. Enheden er B/cm 2 gange sr.

Trin 2: Vælg en lasertype

I andet trin vil vi beskrive lasertypen mere specifikt. Vi står over for mange valg. Den rigtige måde at gribe dette problem an på er at afveje mulighederne. Nuancer af grå identificerer de forskellige muligheder, der almindeligvis bruges til single-mode laserdioder.

For nogle typer laserdioder ledsager højere strålekvalitet normalt lavere udgangseffekt.

Vi mærker de parametre, der passer til applikationen (tag at bygge et laserinterferometer som et eksempel). Der er ingen begrænsninger på bølgelængdetolerancer. Så vægten er nul. For linjebredden er beregningsområdet mellem 10 og 100 MHz, så < i ridge-bølgeledersøjlen er stabiliseret; 50 MHz lyder fornuftigt. Da dette er en nøgleparameter, er vægten 2.

Trin 3: Vælg lasermaterialet

Bølgelængde er normalt meget vigtig for applikationer.

Tabel 3 Skitserer specifikke materialer og deres rækkevidde af bølgelængder. I eksemplet er detektoren baseret på Si, og laseremissionsbølgelængden er begrænset til < 1100 nm. Det betyder, at galliumnitrid (GaN) eller galliumarsenid (GaAs) laserdioder kan være egnede til os. Typisk er ultraviolette (UV) løsninger dyrere end laserdioder i synligt lys (VIS) eller nær-infrarødt (NIR), så vis-til-NIR-materialet er markeret.

Trin 4: Opret endelige diagrammer og begynd at lede efter leverandører

Vi har nu alle de nødvendige parametre til en passende laserdiode. Tabel 4 viser et sæt parametre afledt af det foregående diagram, og vi diskuterer andre nedenfor:

Driftsmåde (CW, puls eller modulering). Dette kan have en enorm indflydelse på varmestyringen såvel som emballagestile. For pulserede eller pulsmodulerede laserdioder med lav driftscyklus kan der være mindre spildvarme og derfor mindre pakkestørrelser.

Strålekollimation (fri plads, integreret optisk element eller fiber-pigtail). Meget afhænger af din ansøgning. Ofte er standardiserede optiske konnektorgrænseflader, såsom ferrule-konnektorer (FC) eller standardkonnektorer (SC), nyttige.

Indkapsling. Flypakke eller TO-pakke. Samlet størrelse, kompatibilitet af eksisterende løsninger, pin-konfiguration. Det er alle overvejelser.

Med dataene i ovenstående tabel kan du begynde at lede efter laserdiodeleverandører, leverandører kan forstå dine behov baseret på disse data og give mulige løsninger så hurtigt som muligt.

Kontakt information:

Hvis du har nogle ideer, er du velkommen til at tale med os. Uanset hvor vores kunder er, og hvad vores krav er, vil vi følge vores mål om at give vores kunder høj kvalitet, lave priser og den bedste service.