Hoe u een laserdiode kiest: golflengte, vermogen en pakketgids

Hoe u de juiste laserdiode voor uw toepassing kiest

Het kiezen van de juiste laserdiode betekent het balanceren van golflengte, optisch vermogen, bedrijfsmodus, pakket, straalkarakteristieken, driververeisten en thermisch beheer. In deze gids worden de belangrijkste specificaties uitgelegd die ingenieurs en OEM-kopers moeten doornemen voordat ze een laserdiode selecteren voor LiDAR-, medische, industriële, detectie-, pomp- en andere toepassingen.

Stuur nu een aanvraag

Het kiezen van een geschiktlaserdiodeomvat meer dan het specificeren van de golflengte en het uitgangsvermogen. Het apparaat moet ook overeenkomen met het optische systeem, de driver, het koelingsontwerp, de bedrijfsmodus en de toepassingsvereisten.

Een slechte selectie kan leiden tot een lage systeemefficiëntie, onstabiele output, oververhitting of een kortere levensduur. Voor OEM-apparatuur, industriële systemen, medische apparaten, LiDAR, detectie, laserpompen en wetenschappelijke instrumenten is het de moeite waard om de belangrijkste specificaties te bekijken voordat u een onderdeel selecteert.

Golflengte is meestal de eerste parameter die moet worden gedefinieerd, omdat verschillende materialen, detectoren en optische componenten verschillend op licht reageren.

Veel voorkomende laserdiodegolflengten zijn onder meer:

De juiste golflengte hangt af van de absorptiekarakteristieken van het doelmateriaal, de detectorgevoeligheid en de optische componenten die in het systeem worden gebruikt.

Bijvoorbeeld,808 nm laserdiodesworden veel gebruikt voor laserpompen in vaste- toestand, terwijlGepulseerde laserdiodes van 905 nmworden vaak gebruikt in bereik{0}}zoek- en LiDAR-systemen.

Opmerking:VCSEL's worden ook veel gebruikt in 3D-detectie en sommige LiDAR-toepassingen, terwijl edge-{1}}emitterende laserdiodes gebruikelijk blijven in- pomp- en industriële systemen met hoog vermogen.

Nadat de golflengte is gedefinieerd, berekent u hoeveel optisch vermogen daadwerkelijk nodig is om het doel te bereiken.

Het nominale vermogen van een laserdiode is niet hetzelfde als het bruikbare vermogen na het optische systeem. Er kunnen verliezen optreden als gevolg van lenzen, spiegels, beschermende vensters, filters, straalvormende optica en vezelkoppeling.

Als u aanzienlijk meer stroom gebruikt dan nodig is, kunnen de kosten van componenten, de warmteopwekking, de stroomvoorziening- en de laserveiligheidseisen stijgen.

Tegelijkertijd kan het continu laten werken van een laserdiode dicht bij de absolute maximale waarde de betrouwbaarheid op de lange- termijn verminderen.

Voor toepassingen met hoog-vermogen is het over het algemeen beter om enige operationele marge toe te staan ​​in plaats van te ontwerpen rond de maximale specificaties.

Laserdiodes worden doorgaans gebruikt in continue-golf- (CW) of gepulseerde modus.

CW-laserdiodesbieden continue optische output en worden veel gebruikt in laserpompen, medische apparatuur, verlichting, industriële systemen en wetenschappelijke instrumenten.

Gepulseerde laserdiodesgenereren korte optische pulsen en worden vaak gebruikt in LiDAR, laserafstandsmeters, tijd-van-vluchtsystemen en optische detectie.

Voor gepulseerde toepassingen is piekvermogen alleen niet voldoende om het apparaat te evalueren. Pulsbreedte, herhalingsfrequentie, inschakelduur, aandrijfstroom en thermische limieten moeten ook worden beoordeeld.

Een laserdiode die tijdens korte pulsen een hoog piekvermogen kan produceren, is mogelijk niet geschikt voor continu gebruik op hetzelfde uitgangsniveau.

Het pakketontwerp heeft invloed op de warmteafvoer, mechanische montage, optische uitlijning en systeemintegratie.

NAAR-Kan

TO-can-laserdiodes, waaronder TO-18, TO-56 en TO-9-pakketten, zijn compact en worden vaak gebruikt in uitlijnings-, detectie-, meet- en optische systemen met laag tot gemiddeld vermogen.

C-Montage

C--laserdiodes worden vaak geselecteerd voor toepassingen met een hoger- vermogen waarbij efficiënte warmteoverdracht vereist is. Ze kunnen rechtstreeks op een extern koellichaam worden gemonteerd.

Vezel-Gekoppeld

Vezel-gekoppelde laserdiodes leveren de optische output via een optische vezel. Dit is handig wanneer de laserbron ver van het uitgangspunt moet worden geplaatst of wanneer optische uitlijning in de vrije-ruimte moeilijk te implementeren is.

Voor systemen met een hoger-vermogen moet de pakketkeuze samen met het koelontwerp worden overwogen.

Rand-emitterende laserdiodes produceren normaal gesproken geen perfect cirkelvormige straal.

De snelle-asdivergentie is doorgaans veel groter dan de langzame-asdivergentie, vooral bij apparaten met hoog-vermogen.

De belangrijkste straalparameters zijn onder meer:

• Snelle-asdivergentie
• Langzame-asdivergentie
• Grootte van de straal
• Balk profiel
• Astigmatisme
• Diameter van de vezelkern en numerieke opening voor vezel-gekoppelde apparaten

Toepassingen die een gecollimeerde of strak gefocusseerde straal vereisen, hebben mogelijk extra optica nodig.

Dit is de reden waarom twee laserdiodes met dezelfde golflengte en hetzelfde uitgangsvermogen heel verschillend kunnen presteren in hetzelfde optische systeem.

Laserdiodes zijn stroom-aangedreven halfgeleiderapparaten en moeten normaal gesproken worden gebruikt met een geschikte constante- laserdiodedriver.

Belangrijke elektrische specificaties zijn onder meer:

• Bedrijfsstroom
• Drempelstroom
• Maximale stroom
• Voorwaartse spanning
• Hellingefficiëntie

Stroompieken en elektrostatische ontladingen kunnen de laserverbinding beschadigen, soms zonder onmiddellijk zichtbaar falen. Goede bescherming van de bestuurder en ESD-veilige bediening zijn daarom belangrijk tijdens het testen, assembleren en produceren.

Thermisch beheer is net zo belangrijk. Naarmate de junctietemperatuur stijgt, kunnen het uitgangsvermogen, de efficiëntie, de drempelstroom, de golflengte en de levensduur allemaal veranderen.

Afhankelijk van het vermogensniveau kunnen de koelmethoden bestaan ​​uit passieve koellichamen, geforceerde-luchtkoeling, thermo-elektrische koelers of waterkoeling.

Voor golflengte-gevoelige toepassingen zoals laserpompen kan actieve temperatuurregeling ook vereist zijn omdat de golflengte van de emissie verschuift met de temperatuur.

Twee producten die worden geadverteerd als "808nm 5W laserdiodes" zijn mogelijk niet uitwisselbaar.

Vertrouw niet alleen op de specificaties van de kop. Vergelijk het volledige gegevensblad voordat u een bestelling plaatst.

Bekijk voor OEM-toepassingen ook de absolute maximumwaarden, opslagomstandigheden, montageaanbevelingen en alle beschikbare gegevens over levensduur of betrouwbaarheid.

Het selecteren van een apparaat dat uitsluitend op golflengte en nominaal optisch vermogen is gebaseerd, kan later tot integratieproblemen leiden.

Verschillende toepassingen leggen verschillende prioriteiten op het gebied van laserdiodespecificaties.

VoorLiDAR en bereikbepalingpulsbreedte, piekvermogen, golflengte, schakelsnelheid en detectorcompatibiliteit zijn belangrijk.

Voormedische laserapparatuur, golflengtestabiliteit, uitvoerconsistentie, thermische controle en betrouwbaarheid op de lange- termijn kunnen belangrijker zijn.

Voorindustriële en laser-pompsystemen, richten ingenieurs zich vaak op optisch vermogen, efficiëntie van de wandcontactdoos, koeling, robuustheid van de verpakking en levensduur.

Voordat u contact opneemt met een leverancier, is het nuttig om het volgende te definiëren:

• Vereiste golflengte
• Vereist optisch uitgangsvermogen
• CW- of pulswerking
• Voorkeurspakket
• Beschikbare koelmethode
• Balk- of vezelvereisten
• Bedrijfsomgeving
• Verwachte levensduur

Door deze gegevens te verstrekken, wordt het voor de leverancier gemakkelijker om geschikte laserdiode-opties te identificeren.

Er is geen enkele "beste" laserdiode. De juiste keuze is degene die bij het complete systeem past.

Begin met de golflengte en het bruikbare optische vermogen en evalueer vervolgens de bedrijfsmodus, het pakket, de straalkarakteristieken, de driververeisten en het thermisch beheer.

Voor OEM- of gespecialiseerde toepassingen kan het bekijken van de volledige datasheet en het delen van de werkelijke bedrijfsomstandigheden met de leverancier de integratieproblemen helpen verminderen en de betrouwbaarheid op de lange- termijn verbeteren.

Ons technische team ondersteunt OEM-laserdiodeselectie en toepassingsmatching. Als u hulp nodig heeft bij het kiezen van een geschikte golflengte, vermogensniveau, pakket of bedieningsmodus, neem dan gerust contact met ons opNeem contact op met ons engineeringteam.