Драйвер полупроводникового лазерного диода

Полупроводниковый лазерный диод, который может напрямую преобразовывать электрическую энергию в световую, обладает характеристиками высокой яркости, высокой эффективности, длительного срока службы, небольшого размера и прямой модуляции.

Разница между полупроводниковым лазерным диодом LD и обычным светодиодом LED заключается в том, что LD излучает свет путем вынужденной эмиссионной рекомбинации, а испускаемые фотоны находятся в одном направлении и в одной фазе; в то время как светодиод использует спонтанную эмиссионную рекомбинацию носителей, введенных в активную область, для испускания фотонов. Направление и фаза случайны.

Таким образом, по сути, лазерный диод LD управляется током, как и обычный светодиод, но лазерному диоду требуется больший ток.

В качестве источников света (затравочных источников, оптических модулей) могут использоваться маломощные лазерные диоды, а к наиболее часто используемым пакетам относятся корпуса ТО56, пакеты-бабочки и т. д.

Мощные лазерные диоды могут использоваться непосредственно в качестве лазеров или источников накачки усилителей.

Инструкции по драйверу лазерного диода LD:

1. Привод постоянного тока. Из-за вольт-амперных характеристик диода напряжение проводимости на обоих концах относительно меньше зависит от изменений тока, поэтому источники напряжения не подходят для управления лазерными диодами. Для управления лазерными диодами необходим постоянный ток. При использовании в качестве источника света ток возбуждения обычно составляет менее 500 мА. При использовании в качестве источника накачки ток возбуждения обычно составляет около 10 А.

2. Управление ATC (автоматический контроль температуры): пороговый ток источника света, особенно лазера, будет меняться при изменении температуры, что приведет к изменению выходной оптической мощности. ATC воздействует непосредственно на источник света, делая выходную оптическую мощность источника света стабильной и не подверженной влиянию резких изменений температуры. В то же время на спектральные характеристики лазерных диодов влияет и температура. Температурный коэффициент спектра длин волн лазерных диодов FP обычно составляет 0,35 нм/℃, а температурный коэффициент спектра длин волн лазерных диодов DFB обычно составляет 0,06 нм/℃. Подробности см. в разделе «Основы работы полупроводниковых лазеров с волоконной связью». Диапазон температур обычно составляет 10 ~ 45 ℃. Если взять в качестве примера корпус «бабочка», то контакты 1 и 2 представляют собой термисторы для контроля температуры лазерной трубки, обычно термисторы 10K-B3950, которые подают обратную связь в систему управления ATC для управления охлаждающей микросхемой TEC на контактах 6 и 7 для управления. температура лазерной трубки. , охлаждение прямым напряжением, нагрев отрицательным напряжением

3. Управление APC (автоматическое управление мощностью). Лазерный диод со временем стареет, что приводит к снижению выходной оптической мощности. Управление APC может гарантировать, что оптическая мощность находится в определенном диапазоне, что не только предотвращает затухание оптической мощности, но также предотвращает сбои в цепи постоянного тока, вызывающие повреждение лазерной трубки из-за чрезмерной оптической мощности.

На примере корпуса «бабочка» контакты 4 и 5 представляют собой PD-диоды, которые объединены с трансимпедансным усилителем в качестве фотодетектора для контроля оптической мощности лазерного диода. Если оптическая мощность уменьшается, увеличьте ток возбуждения постоянного тока; в противном случае уменьшите ток возбуждения.

Хотя и ATC, и APC направлены на стабилизацию выходной оптической мощности источника света, они ориентированы на разные факторы. APC нацелена на снижение оптической мощности, вызванное старением устройства источника света. APC гарантирует, что оптическая мощность останется такой же высокой, как и раньше. Стабильное выходное состояние и ATC предназначены для повышения и понижения мощности источника света из-за влияния температуры. После прохождения ATC гарантируется, что источник света по-прежнему выдает стабильную оптическую мощность.