Ръководство за щифтове на лазерен диод: Конфигурации на щифтове, полярност и съвместимост на драйвери

A лазерен диодпакетът може да изглежда измамно прост. Типичното TO-can устройство може да има само два, три или четири проводника, но неправилното свързване на тези проводници може да означава всичко - от нестабилен оптичен изход до повреден диод.

Проблемът е, че няма сингъллазерен диодpinoutтова важи за всеки пакет. Два лазерни диода могат да имат еднакъв диаметър на кутията, подобна оптична мощност и дори еднакъв брой щифтове, докато използват различни вътрешни връзки.

За инженерите, които подменят диод или го интегрират в OEM система, безопасният подход е ясен: идентифицирайте действителнияконфигурация на лазерен диод, потвърдете полярността, разберете какво прави фотодиодът на монитора и след това проверете дали избраният драйвер за лазерен диод поддържа това електрическо устройство.

В центъра на пакета е самият лазерен диод сLD аноди анLD катод. Приложете правилния ток напред и кръстовището излъчва лазерна светлина.

Много TO{0}}can лазерни диоди също съдържат второ полупроводниково устройство: aмониторен фотодиод, често съкратено PD или MPD. Той открива част от оптичния изход, обикновено от задната страна на лазерната кухина. Този сигнал може да се използва от лазерен диоден драйвер за наблюдение на изхода или поддържане на постоянна оптична мощност. Нюпорт, например, описва наблюдението на задните-фасети като начин за поддържане на лазерен изход на постоянно ниво на мощност.

Ето защо три{0}}щифтовият лазерен диод не трябва да се разглежда като „положителен, отрицателен и контролен“.

Третият проводник обикновено се свързва с фотодиода на монитора или споделена електрическа връзка между LD и PD. В зависимост от устройството един проводник може да бъде свързан към металния корпус.

Това разграничение има значение. Theполярност на лазерен диоди полярността на фотодиода са отделни въпроси и и двата могат да повлияят на начина, по който устройството се свързва с драйвер.

Броят на щифтовете ви дава полезна отправна точка, но не и универсална електрическа схема.

14-щифтов лазерен диод тип пеперуда, например, е много различен проблем за интегриране от 5,6 mm три-щифтов TO-can. Допълнителните щифтове може да са свързани с контрол на температурата, мониторинг и други функции на пакета, а не самото лазерно съединение.

Важното правило е просто:

Броят на проводниците не определя електрическия контакт.

Никога не приемайте, че щифт 1 винаги е анодът на лазерния диод или че централният проводник на всеки пакет с три-щифта винаги е заземен.

The3-пинов лазерен диодтук започват много грешки при окабеляването.

Пакет, съдържащ както лазерен диод, така и фотодиод за монитор, може да бъде свързан по няколко начина. При обща -анодна подредба LD и PD споделят анодна връзка. В обща-катодна конфигурация техните катоди споделят връзка.

Има и смесени аранжименти, в коитоLD катод и PD анодсподеляне на терминал или наLD анод и PD катодса често срещани. Споделеният терминал може също да бъде свързан към металния корпус, в зависимост от дизайна на опаковката.

Това не е само теоретично разграничение. Документацията на производителя показва реални устройства със специфични подредби. Един пример от каталога на Thorlabs използва Pin 1 като лазерен катод, Pin 2 като обикновен корпус и Pin 3 като анод на мониторния диод. Този пример е полезен именно защото показва защо физическата позиция на проводника сама по себе си не е достатъчна за идентифициране на неизвестен диод.

Така че, когато някой попита: „Каква е стандартната разводка на три-щифтов лазерен диод?“, по-полезният отговор е:

Няма едно назначаване на щифтове, което може безопасно да се приложи към всеки 3-пинов лазерен диод. Проверете конкретния номер на частта и листа с данни.

Дори с правилния лист с данни пред вас, един детайл може да причини проблеми:посока на гледане.

Някои чертежи на пакета показват устройството отдолу, гледайки директно към проводниците. Други използват изглед отгоре. Прочетете чертеж на изглед отдолу-като че ли е изглед отгоре и позициите на карфиците могат да изглеждат огледално.

Преди да свържете диода, проверете внимателно чертежа за посоката на гледане, номерирането на щифтовете, разделица или жлеб на корпуса, сплескан ръб, LD анод/катод маркировки, PD анод/катод маркировки, връзка на корпуса и всички NC или "без връзка" щифтове.

Не използвайте формата на опаковката само като заместител на листа с данни.

Това става особено важно по време на работа по подмяна. Нов диод може физически да пасне на съществуващата стойка за лазерен диод, като същевременно има различна вътрешна конфигурация на щифта.

С други думи:

Механичната съвместимост не означава непременно електрическа съвместимост.

Тази една проверка може да предотврати изненадващо скъпа грешка.

Theмониторен фотодиоддава на системата информация за оптичния изход на лазера.

В режим на работа с постоянен-ток, или ACC, драйверът регулира тока през лазерния диод. Фотодиодът на монитора може просто да се измерва отделно-или може изобщо да не се използва.

В анАвтоматичен контрол на мощността (APC)система обаче, фотодиодът на монитора става част от веригата за обратна връзка. Драйверът чете тока на фотодиода и настройва тока на лазера, за да поддържа целевия оптичен изход.

Това означава, че изборът на драйвер трябва да вземе предвид повече от максималния LD ток.

Инженерът също трябва да знаеследете полярността на фотодиода, очакван фотодиоден ток, дали драйверът поддържа тази PD връзка и как се посочва общият терминал или кутията на пакета.

Различните дизайни на драйвери обработват тези връзки по различен начин. Някои използват плаващи изходи, за да приспособят по-широк набор от конфигурации на лазерни пакети; Newport, например, конкретно описва драйвер с напълно плаващ изход, предназначен да побере различни подредби на пакетни щифтове.

Това е една от причините съществуващ драйвер да не се приема автоматично за съвместим с резервен лазерен диод.

Да предположим, че два лазерни диода споделят една и съща дължина на вълната, подобна изходна мощност и един и същ диаметър на кутията TO-. Може ли едното просто да замени другото?

Не е задължително.

Theсъвместимост на драйвера за лазерен диодпроверката трябва да обхваща целия електрически интерфейс, а не само оптичните спецификации.

Резервният диод може да има различна полярност на LD или обща връзка. Неговият фотодиод на монитора може да бъде обърнат спрямо оригиналното устройство. Корпусът може да бъде електрически свързан в една част и изолиран в друга. Необходимият работен ток и напрежението за съответствие също могат да бъдат различни.

Архитектурата на драйвера също има значение. Драйвер, проектиран около една конкретна обща връзка, може да не поддържа всяка конфигурация на фотодиод-на монитора. Документацията на драйвера на производителя показва, че поддържаният полярност на PD и електрическо разположение могат да бъдат изрични изисквания за съвместимост, а не опционални подробности.

За OEM дизайнер това правилист с данни за лазерен диод и лист с данни за лазерен драйвер съответстваща двойка. Прочитането само на един от тях не е достатъчно.

Един полезен преглед на дизайна задава два отделни въпроса: може ли драйверът да захранва безопасно лазерния диод и може ли неговата верига за наблюдение да взаимодейства правилно с вградения-фотодиод?

Само когато и двата отговора са ясни, електрическият интерфейс трябва да се третира като потвърден.

За производствено оборудване помага да се документира електрическият интерфейс, преди да се одобри лазерен диод или резервна част.

За производителите на машини тази информация също си струва да бъде поставена в спецификацията и документацията за монтаж. Това улеснява много по-лесно бъдещото търсене и оценка на втори-източник.

Има ли стандартен 3-пинов лазерен диод pinout?

Не може да се приеме универсално три{0}}щифтово разположение за всички лазерни диоди. 3-щифтовото устройство може да съдържа лазерен диод и мониторен фотодиод със споделен анод, споделен катод или друга обща конфигурация. Винаги идентифицирайте точния номер на частта и проверявайте листа с данни на производителя, преди да окабелите.

Как мога да идентифицирам анода и катода на лазерния диод?

Започнете с производителялазерна диодна щифтова схемаа не физическа водеща позиция. Проверете дали диаграмата е показана отгоре или отдолу и използвайте етикета на опаковката, жлеба или друга референтна функция, за да установите ориентация. За неизвестен или чувствителен лазерен диод избягвайте прилагането на произволен тестов ток просто за определяне на полярността.

Мога ли да използвам същия драйвер за лазерен диод след смяна на диода?

Възможно е, но физическата годност не е достатъчна. Потвърдете полярността на LD, работния ток, напрежението за съответствие, полярността на монитор-фотодиода, обикновената връзка/калъфа и поддържания от драйвера режим на работа. Ако се изисква APC, съвместимостта на-фотодиодите на монитора става особено важна.

A лазерен диод pinoutможе да изглежда като малък детайл, но в OEM лазерна система той се намира директно между лазерния източник и електрониката, която го управлява. Ранното потвърждаване на връзката прави избора на драйвер по-лесен, намалява риска от подмяна и избягва препроектирането на интерфейс, след като останалата част от системата вече е изградена.

Ако избиратеOEM лазерен диодза нова или съществуваща система, изпратете ни вашата необходима дължина на вълната, оптична изходна мощност, тип пакет, конфигурация на щифтове, работен ток, изисквания на драйвера и очаквано количество на проекта. Можем да ви помогнем да оцените подходящ лазерен диод и електрическа конфигурация за вашето приложение.