Jak wybrać diodę laserową: przewodnik po długości fali, mocy i opakowaniu

Jak wybrać odpowiednią diodę laserową do swojego zastosowania

Wybór właściwej diody laserowej oznacza zrównoważenie długości fali, mocy optycznej, trybu pracy, obudowy, charakterystyki wiązki, wymagań sterownika i zarządzania ciepłem. W tym przewodniku wyjaśniono kluczowe specyfikacje, z którymi inżynierowie i nabywcy OEM powinni zapoznać się przed wyborem diody laserowej do zastosowań LiDAR, medycznych, przemysłowych, wykrywających, pompujących i innych.

Wyślij zapytanie teraz

Wybór odpowiedniegodioda laserowawymaga czegoś więcej niż tylko określenia długości fali i mocy wyjściowej. Urządzenie musi także pasować do układu optycznego, sterownika, konstrukcji chłodzenia, trybu pracy i wymagań aplikacji.

Zły wybór może prowadzić do niskiej wydajności systemu, niestabilnej mocy wyjściowej, przegrzania lub skrócenia żywotności. W przypadku sprzętu OEM, systemów przemysłowych, urządzeń medycznych, LiDAR, czujników, pompowania laserowego i instrumentów naukowych warto zapoznać się z kluczowymi specyfikacjami przed wybraniem części.

Długość fali jest zwykle pierwszym parametrem, który należy zdefiniować, ponieważ różne materiały, detektory i elementy optyczne reagują w różny sposób na światło.

Typowe długości fal diod laserowych obejmują:

Prawidłowa długość fali zależy od właściwości absorpcyjnych materiału docelowego, czułości detektora i elementów optycznych zastosowanych w systemie.

Na przykład,Diody laserowe 808nmsą szeroko stosowane w pompowaniu-laserem na ciele stałym, podczas gdyImpulsowe diody laserowe o długości fali 905 nmsą powszechnie stosowane w systemach-dalmierzy i LiDAR.

Notatka:VCSEL są również szeroko stosowane w czujnikach 3D i niektórych zastosowaniach LiDAR, podczas gdy diody laserowe-emitujące krawędzie są nadal powszechne w-systemach pompowania dużej mocy i systemach przemysłowych.

Po określeniu długości fali oblicz, ile mocy optycznej faktycznie potrzeba, aby dotrzeć do celu.

Moc znamionowa diody laserowej nie jest tożsama z mocą użytkową za układem optycznym. Straty mogą wynikać z soczewek, lusterek, okien ochronnych, filtrów, optyki-kształtującej wiązkę i sprzęgania włókien.

Użycie znacznie większej mocy niż to konieczne może zwiększyć koszty komponentów, wytwarzanie ciepła,-wymagania dotyczące zasilania i wymagania dotyczące bezpieczeństwa lasera.

Jednocześnie ciągłe działanie diody laserowej w pobliżu jej absolutnie maksymalnej wartości znamionowej może zmniejszyć-długoterminową niezawodność.

W przypadku zastosowań o dużej-mocy zazwyczaj lepiej jest uwzględnić pewien margines operacyjny, niż projektować w oparciu o maksymalną specyfikację.

Diody laserowe zwykle pracują w trybie fali ciągłej-(CW) lub impulsowej.

Diody laserowe CWzapewniają ciągłą moc wyjściową optyczną i są szeroko stosowane w pompowaniu laserowym, sprzęcie medycznym, oświetleniu, systemach przemysłowych i instrumentach naukowych.

Impulsowe diody laserowegenerują krótkie impulsy optyczne i są powszechnie stosowane w LiDAR, dalmierzach laserowych, systemach-czasu-lotu i czujnikach optycznych.

W przypadku zastosowań impulsowych sama moc szczytowa nie wystarczy do oceny urządzenia. Należy również sprawdzić szerokość impulsu, częstotliwość powtarzania, cykl pracy, prąd napędu i ograniczenia termiczne.

Dioda laserowa, która może wytwarzać dużą moc szczytową podczas krótkich impulsów, może nie nadawać się do ciągłej pracy na tym samym poziomie wyjściowym.

Projekt opakowania wpływa na rozpraszanie ciepła, montaż mechaniczny, ustawienie optyczne i integrację systemu.

DO-Może

Diody laserowe TO-can, w tym pakiety TO-18, TO-56 i TO-9, są kompaktowe i powszechnie stosowane w systemach optycznych do ustawiania, wykrywania, pomiarów oraz małej i średniej mocy.

C-Zamontuj

Diody laserowe z mocowaniem C-są często wybierane do zastosowań-o wyższej mocy, gdzie wymagana jest wydajna wymiana ciepła. Można je zamontować bezpośrednio na zewnętrznym radiatorze.

Światłowód-połączony

Diody laserowe-sprzęgane światłowodami dostarczają sygnał optyczny przez światłowód. Jest to przydatne, gdy źródło lasera musi być umieszczone z dala od punktu wyjściowego lub gdy trudno jest zastosować wyrównanie optyczne w wolnej{2}przestrzeni.

W przypadku systemów o wyższej-mocy wybór pakietu należy rozważyć łącznie z projektem chłodzenia.

Diody laserowe-emitujące krawędziowo zwykle nie wytwarzają idealnie okrągłej wiązki.

Rozbieżność-szybkiej osi jest zazwyczaj znacznie większa niż rozbieżność-wolnej osi, szczególnie w-urządzeniach o dużej mocy.

Kluczowe parametry belki obejmują:

• Szybka-rozbieżność osi
• Powolna-rozbieżność osi
• Rozmiar wiązki
• Profil belki
• Astygmatyzm
• Średnica rdzenia światłowodu i apertura numeryczna dla urządzeń ze sprzężeniem światłowodowym

Zastosowania wymagające skolimowanej lub ściśle skupionej wiązki mogą wymagać dodatkowej optyki.

Dlatego dwie diody laserowe o tej samej długości fali i nominalnej mocy wyjściowej mogą działać bardzo różnie w tym samym układzie optycznym.

Diody laserowe to urządzenia półprzewodnikowe-zasilane prądem i zwykle powinny być obsługiwane z odpowiednim stałoprądowym sterownikiem diody-laserowej.

Ważne specyfikacje elektryczne obejmują:

• Prąd roboczy
• Prąd progowy
• Maksymalny prąd
• Napięcie przewodzenia
• Wydajność zbocza

Skoki prądu i wyładowania elektrostatyczne mogą uszkodzić złącze lasera, czasami bez natychmiastowej widocznej awarii. Dlatego też podczas testowania, montażu i produkcji ważna jest prawidłowa ochrona kierowcy i bezpieczna obsługa-ESD.

Równie ważne jest zarządzanie temperaturą. Wraz ze wzrostem temperatury złącza moc wyjściowa, wydajność, prąd progowy, długość fali i żywotność mogą się zmienić.

W zależności od poziomu mocy metody chłodzenia mogą obejmować radiatory pasywne, chłodzenie-wymuszonym powietrzem, chłodnice termoelektryczne lub chłodzenie wodą.

W przypadku zastosowań wrażliwych na długość fali, takich jak pompowanie laserowe, może być również wymagana aktywna kontrola temperatury, ponieważ długość fali emisji zmienia się wraz z temperaturą.

Dwa produkty reklamowane jako „diody laserowe 808 nm 5 W” mogą nie być zamienne.

Nie polegaj wyłącznie na specyfikacjach nagłówkowych. Przed złożeniem zamówienia porównaj cały arkusz danych.

W przypadku zastosowań OEM należy także sprawdzić bezwzględne maksymalne wartości znamionowe, warunki przechowywania, zalecenia dotyczące montażu oraz wszelkie dostępne dane dotyczące żywotności i niezawodności.

Wybór urządzenia wyłącznie na podstawie długości fali i nominalnej mocy optycznej może później prowadzić do problemów z integracją.

Różne zastosowania nadają różnym priorytetom specyfikacje diod laserowych.

DlaLiDAR i ustalanie zasięguważne są szerokość impulsu, moc szczytowa, długość fali, prędkość przełączania i kompatybilność detektora.

Dlamedyczny sprzęt laserowy, stabilność długości fali, spójność sygnału wyjściowego, kontrola termiczna i-długoterminowa niezawodność mogą być ważniejsze.

Dlaprzemysłowe i laserowe-systemy pompinżynierowie często skupiają się na mocy optycznej,-wydajności wtyczki ściennej, chłodzeniu, wytrzymałości obudowy i żywotności.

Przed skontaktowaniem się z dostawcą warto zdefiniować:

• Wymagana długość fali
• Wymagana moc wyjściowa optyczna
• Praca CW lub impulsowa
• Preferowany pakiet
• Dostępna metoda chłodzenia
• Wymagania dotyczące belek lub włókien
• Środowisko operacyjne
• Oczekiwany okres użytkowania

Podanie tych szczegółów ułatwia dostawcy identyfikację odpowiednich opcji diody laserowej.

Nie ma jednej „najlepszej” diody laserowej. Właściwy wybór to taki, który pasuje do całego systemu.

Zacznij od długości fali i użytecznej mocy optycznej, a następnie oceń tryb pracy, obudowę, charakterystykę wiązki, wymagania dotyczące sterowników i zarządzanie temperaturą.

W przypadku zastosowań OEM lub specjalistycznych przejrzenie pełnego arkusza danych i udostępnienie dostawcy rzeczywistych warunków pracy może pomóc w ograniczeniu problemów z integracją i poprawie-długoterminowej niezawodności.

Nasz zespół techniczny wspiera wybór diod laserowych OEM i dopasowanie aplikacji. Jeśli potrzebujesz pomocy w wyborze odpowiedniej długości fali, poziomu mocy, opakowania lub trybu pracy, nie krępuj sięskontaktuj się z naszym zespołem inżynierów.