Как просто проверить работоспособность инфракрасных диодов. Ик лазерные диоды
Инфракрасный лазер 5000мвт 808нм
Это составная часть статьи: Лазерный эпилятор своими руками. представленный здесь материал относится только к инфракрасному лазеру 5000мВт 808нм.
Для эксперимента, я приобрел вот такой лазерный диод:
Лазер поставляется в жестком пластиковом боксе завернутый в антистатический пакет. Обязательно учесть, что лазер боится статики, поэтому при работе с ним необходимо снять с себя заряд статики, например на батарею. А так же при пайке рекомендуется замыкать катод с анодом. Еще одна слабая часть лазера - это отсутствие защиты от внешнего механического воздействия, в месте где гибкий проводник подключается через тонкие проводки к кристаллу.
Бокс для лазера
Размер размера и бокса
Лазер 808нм в боксе
Внешний вид инфракрасного лазера 5000мВт
Надпись с-mount в описании лазерного диода дает понять, как монтировать и сфокусировать лазер, т.е. корпус для монтажа, он же в моем случае теплоотвод и конструкция фокусировки так же имеет в описании с-mount.
У меня все просто:
Состоит из:
- Линзы на резьбе для фокусировки
- Алюминиевой трубки он же радиатор
- Болт для фиксации основы для монтажа
- Сама алюминиевая основа для монтажа лазерного диода с-mount
- Болт для крепления лазерного диода
- Алюминиевая крышка для мех. защиты лазерного диода от передвигающейся внутри трубки линзы
На фотографии ниже я прикрутил бумажку вырезанную в масштабе 1:1 как мой лазерный диод, при этом кристалл лазера располагается четко по центру, а с другой стороны упирается в стенки алюминиевой основы для монтажа.
Технические характеристики лазерного диода для эпиляции
- Длина волны: 808нм +/-3
- Выходная мощность: 5000мВт (5Вт)
- Размер излучателя 143 мкм
- Slope Efficiency (W/A) ≥1.1
- Spectral Width FWHM (nm) ≤ 2
- Spectral Width FW90%E (nm) ≤ 3
- Рабочий ток: 5±0.1 (А)
- Рабочее напряжение: 2.2В
- Рабочая температура: 15-35°
- Рекомендуемая мощность радиатора (W) ≥ 6Вт
Для тех, кто привык прочерчивать макет будущего лазера, прикладываю чертеж выдернутый из datasheet.
Перед началом монтажа лазера, я подготовил провода (очистил облудил концы) и вклеил будущий плюсовой проводник в отверстие (клеил на момент).
Кольцо выполнено под болт для крепежа отрицательного проводника на дне основы под лазер.
Для лучшего теплоотвода я использовал термопасту HT-GY260, для меня это новинка, купленная на Aliexpress (долго валялась без дела, использую первый раз).
Как всегда тонкий равномерный слой. В центре лазерного диода отверстия для крепкого монтажа.
Сборка лазера оказалась не из простых:
- Высота лазера на мкм выше, чем стенки основы из-за чего одевающаяся сверху защита упирается в него.
- Защита чуть большим диаметром и болтается на основе под лазер
- Нет жесткой фиксации для защиты (при тряске слышно характерное бряканье)
- Отсутствие изоляции защиты и дна основы под лазер
Последний пункт очень критичен, если клей не выдержит и вылетит, то замыкание катода на корпус (анода) необратимо. Что бы этого избежать, я наклеил на основе прямо под выводом катода лазера термостойкий скотч.
Очень важно не повредить тонкие волоски проводников на кристалле лазера!
— Нестеров Кирилл
В целях безопасности рекомендую предусмотреть защиту от КЗ и защиты лазера.
Инфракрасный лазер 5000мВт 808нм необходимо защищать от статики, поэтому его выводы и провода (положительный и отрицательны) нужно замкнуть между собой.
В качестве источника тока выступает стабилизированный блок питания блок питания 60Вт 12В 5А приобретенный для светодиодной ленты.Для получения стабилизированного напряжения 2,2 Вольт, используется DC-DC преобразователь.
Несмотря на заявленную продавцом мощность 15 Вт, преобразователь не способен обеспечить нагрузке (лазерному диоду) 6А.Он и не сгорит, но и не вытянет номинальную мощность лазера.
— Нестеров Кирилл На одном из фото рядом лежит мощный транзистор MOSFET IRLI3705N. Предполагаю использовать его в качестве импульсного ключа: Характеристики транзистора IRLI3705N:
Назначение выводов: - Затвор
- Сток
- Исток
Номинальный ток И-С: 52 АмперНоминальный напряжение И-С: 55 ВольтСопротивление И-С: 0,01Ω (Ом)
Datasheet на IRLI3705N: Datasheet IRLI3705N
Схема включения:
На схеме изображено подключение нагрузки Rd (например наш лазерный диод), и управляющего сигнала (Управляющий вывод лазерного диода в нашей схеме Arduino). При появлении высокого уровня сигнала на вводе (Vgs) на выходе (Vds) будет низкий уровень сигнала.
Лазер 808нм в работе (1 тест):
- Как и предполагалось драйвер слабоват (на плате моргает Full Charge LED)
- Замерить ток не имею возможности, так как в проводах тестера потеря ОЧЕНЬ большая. (лазер 5вт светит слабее, замеренный ток 800мА)
- Не уверен но думаю в моих проводниках к лазеру тоже имеется не слабая потеря
- Уверен на 100% потери будут и в MOSFET транзисторе.
- Не совсем понятно как настроить фокус
- Цвет точки похож на красный, я же думал он будет не видимый как и все ИК лучи
- Кратковременное включение на 1-2 секунды не нагревают радиатор лазера
Фокус настраивал на разных расстояние 50 - 20. Заметил, что при фокусу на расстоянии 200 мм я получаю узкую полоску, а расстоянии 50 мм получаю точку и фокусировать проще.
Замеры напряжения придется выполнять непосредственно на самом диоде, что не очень удобно и безопасно!
Продолжение читаем в материале Лазерный эпилятор своими руками.
kirill1985.ru
Инфракрасные диоды: проверка работоспособности, обзор
Сегодня в радиоэлектронике имеются самые разнообразные изделия, применяемые для создания качественной и эффективной подсветки. Одним из таких изделий является инфракрасный тип диода.
Чтобы использовать его для создания подсветки, необходимо знать не только то, где они применяются, но и их особенности. Разобраться в данном вопросе поможет эта статья.
Особенности диодов, работающих в инфракрасном диапазоне
Инфракрасные светодиоды (сокращенно называются ИК диоды) — это полупроводниковые элементы электронных схем, которые при прохождении через них тока излучают свет, находящийся в инфракрасном диапазоне.
Обратите внимание! Инфракрасное излучение является невидимым для человеческого глаза. Это излучение можно засечь только путем применения стационарных видеокамер или же видеокамер мобильных телефонов. Это один из способов проверить, работает ли диод в инфракрасном спектре излучения.
Мощные светодиоды (например, лазерный вид) инфракрасного спектрального диапазона производятся на базе квантоворазмерных гетероструктур. Здесь применяется лазер FP-типа. В результате чего мощность светодиодов стартует с отметки 10мВ, а ограничивающим порогом служит 1000мВ. Корпуса для данного рода изделий подходят как 3-pin-типа, так и HHL. Излучение в результате этого оказывается в спектре от 1300 до 1550нм.
Структура ИК-диода
В результате такой структуры лазерный мощный диод служит отличным источником излучения, благодаря чему его часто используют в волоконно-оптической системе передачи информации, а также во многих других сферах, о которых речь пойдет немного ниже.Лазерный инфракрасный тип диода является источником мощного и концентрированного лазерного излучения. В его работе применяется, соответственно, лазерный принцип работы.Мощные диоды (лазерный тип) имеют следующие технические характеристики:
Обратите внимание! Из-за того, что изделие излучает свет в инфракрасном диапазоне, то такие привычные характеристики, как освещенность, мощность испускаемого светового потока и т.п. здесь не подходят.
Графическое отображение телесного угла в 1 ср
- такие светодиоды способны генерировать волны, находящиеся в диапазоне 0,74- 2000 мкм. Этот диапазон служит той гранью, когда излучение и свет имеют условное деление;
- мощности генерируемого излучения. Этот параметр отражает количество энергии в единицу времени. Такая мощность дополнительно привязывается к габаритам излучателя. Данный параметр измеряется в Вт с единицы имеющейся площади;
- интенсивность излучаемого потока в рамке сегмента объемного угла. Это достаточно условная характеристика. Она связана с тем, что с помощью оптических систем испускаемое диодом излучение собирается и потом направляется в требуемую сторону. Данный параметр измеряется в ВТ на стерадианы (Вт/ср).
В некоторых ситуациях, когда нет необходимости в наличии постоянного потока энергии, а достаточны импульсные сигналы, вышеописанное строение и характеристики позволяют увеличить мощность энергии, излучаемой элементом радиосхемы, в несколько раз.
Обратите внимание! Иногда в характеристиках инфракрасных диодов выделяют показатели для непрерывного и импульсного режима работы.
Как проверить работоспособность
Проверка ИК диода
При работе с данным элементом электросхемы нужно знать, как проверить его работу. Так, как уже говорилось, визуально проверить наличие этого излучения можно с помощью видеокамер. Здесь можно оценивать работоспособность при помощи обычных видеокамер мобильных телефонов.Обратите внимание! Использование видеокамер является самым простым способом проверки.
Такой ИК-элемент в дистанционном пульте проверяется легко, его просто следует направить на телевизор и нажать на кнопку. При исправности системы, диод вспыхнет и телевизор включится.А вот эмпирически проверить работоспособность подобного светодиода можно с помощью специального оборудования. Для этих целей подойдет тестер. Чтобы проверить светодиод, тестер следует подключить к его выводам и установить на пределе измерения mOm. После этого смотрим на него через камеру, к примеру через мобильный телефон. Если на экране виден луч света, значит все в порядке. Вот и вся проверка.
Область применения ИК диодов
На данный момент времени светодиоды инфракрасного спектра применяются в следующих областях:
- в медицине. Такие элементы радиосхем служат качественным и эффективным источником для создания направленной подсветки разнообразного медицинского оборудования;
- в охранных системах;
- в системе передачи информации с помощью оптоволоконных кабелей. Благодаря своему особому строению данные изделия способны работать с многомодовым и одномодовым оптоволокном;
- исследовательская и научная сферы. Подобная продукция востребована с процессах накачивания твердотельных лазеров в ходе научных исследованиях, а также подсветки;
- военная промышленность. Здесь они имеют такое же широкое применение в качестве подсветки, как и в медицинской сфере.
Помимо этого, такие диоды встречаются в различном оборудовании:
- устройства для дистанционного управления техникой;
ИК диод в пульте дистанционного управления
- разнообразные контрольно-измерительные оптические приборы;
- беспроводные линии связи;
- коммутационные оптронные устройства.
Как видим, сфера применения данной продукции впечатляющая. Поэтому приобрести такие диодные комплектующие для своей домашней лаборатории можно без особых проблем, они в избытке продаются на рынке и в специализированных магазинах.
Заключение
Сегодня в эффективности инфракрасных мощных светодиодов не приходиться сомневаться. Это подтверждается тем фактом, что такие элементы электрических систем имеют обширный диапазон применения. Благодаря своему строению ИК светодиоды отличаются безупречными эксплуатационными характеристиками и качественной работой.
1posvetu.ru
Инфракрасные светодиоды - виды, область применения, характеристики
Инфракрасный (ИК) излучающий диод представляет собой полупроводниковый прибор, рабочий спектр которого расположен в ближней области инфракрасного излучения: от 760 до 1400 нм. В интернете часто встречается термин «ИК светодиод», хотя свет, видимый человеческим глазом, он не излучает. То есть в рамках физической оптики этот термин неверен, в широком же смысле название применимо. Стоит отметить, что во время работы некоторых ИК излучающих диодов можно наблюдать слабое красное свечение, что объясняется размытостью спектральной характеристики на границе с видимым диапазоном.
Не стоит путать ИК светодиоды с лазерными диодами инфракрасного излучения. Принцип действия и технические параметры этих приборов сильно отличаются.
Область применения
На том, какими бывают инфракрасные светодиоды и где применяются, остановимся подробнее. Многие из нас ежедневно сталкиваются с ними, не подозревая об этом. Конечно же, речь идёт о пультах дистанционного управления (ПДУ), одним из важнейших элементов которого является ИК излучающий диод. Благодаря своей надёжности и дешевизне метод передачи управляющего сигнала с помощью инфракрасного излучения получил огромное распространение в быту. Главным образом такие пульты применяются для управления работой телевизоров, кондиционеров, медиа проигрывателей. В момент нажатия кнопки на ПДУ ИК светодиод излучает модулированный (зашифрованный) сигнал, который принимает и затем распознаёт фотодиод, встроенный в корпус бытовой техники. В охранной сфере большой популярностью пользуются видеокамеры с инфракрасной подсветкой. Видеонаблюдение, дополненное ИК подсветкой, позволяет организовать круглосуточный контроль охраняемого объекта, независимо от погодных условий. В данном случае ИК светодиоды могут быть встроены в видеокамеру либо установлены в её рабочей зоне в виде отдельного прибора – инфракрасного прожектора. Применение в прожекторах мощных ИК светодиодов позволяет осуществлять надёжный контроль прилегающей территории.
На этом их сфера применения не ограничивается. Весьма эффективным оказалось применение ИК излучающих диодов в приборах ночного видения (ПНВ), где они выполняют функцию подсветки. С помощью такого прибора человек может различать предметы на достаточно большом расстоянии в тёмное время суток. Устройства ночного видения востребованы в военной сфере, а также для скрытого ночного наблюдения.
Разновидности ИК излучающих диодов
Ассортимент светодиодов работающих в инфракрасном спектре насчитывает десятки позиций. Каждому отдельному экземпляру присущи определённые особенности. Но в целом, все полупроводниковые диоды ИК диапазона можно разделить по следующим критериям:
- мощности излучения или максимальному прямому току;
- назначению;
- форм-фактору.
Слаботочные ИК светодиоды предназначены для работы на токах не более 50 мА и характеризуются мощностью излучения до 100 мВт. Импортные образцы изготавливаются в овальном корпусе 3 и 5 мм, который в точности повторяет размеры обычного двухвыводного индикаторного светодиода. Цвет линзы – от прозрачного (water clear) до полупрозрачного голубого или жёлтого оттенка. ИК излучающие диоды российского производства до сих пор производят в миниатюрном корпусе: 3Л107А, АЛ118А. Приборы большой мощности выпускают как в DIP корпусе, так и по технологии smd. Например, SFh5715S от Osram в smd корпусе.
Технические характеристики
На электрических схемах ИК излучающие диоды обозначают так же, как и светодиоды, с которыми они имеют много общего. Рассмотрим их основные технические характеристики.
Рабочая длина волны – основной параметр любого светодиода, в том числе инфракрасного. В паспорте на прибор указывается её значение в нм, при котором достигается наибольшая амплитуда излучения.
Так как ИК светодиод не может работать только на одной длине волны, принято указывать ширину спектра излучения, которая свидетельствует об имеющемся отклонении от заявленной длины волны (частоты). Чем уже диапазон излучения, тем больше мощности сконцентрировано на рабочей частоте.
Номинальный прямой ток – постоянный ток, при котором гарантирована заявленная мощность излучения. Он же является максимально допустимым током.
Максимальный импульсный ток – ток, который можно пропускать через прибор с коэффициентом заполнения не более 10%. Его значение может в десять раз превышать постоянный прямой ток.
Прямое напряжение – падение напряжения на приборе в открытом состоянии при протекании номинального тока. Для ИК диодов его значение не превышает 2В и зависит от химического состава кристалла. Например, UПР АЛ118А=1,7В, UПР L-53F3BT=1,2В.
Обратное напряжение – максимальное напряжение обратной полярности, которое может быть приложено к p-n-переходу. Существуют экземпляры с обратным напряжением не более 1В.
ИК излучающие диоды одной серии могут выпускаться с разным углом рассеивания, что отображается в их маркировке. Необходимость в однотипных приборах с узким (15°) и широким (70°) углом распределения потока излучения вызвана их различной сферой применения.
Кроме основных характеристик, существует ряд дополнительных параметров, на которые следует обращать внимание при проектировании схем для работы в импульсном режиме, а также в условиях окружающей среды, отличных от нормальных. Перед проведением паяльных работ следует ознакомиться с рекомендациями производителя о соблюдении температурного режима во время пайки. О допустимых временных и температурных интервалах можно узнать из datasheet на инфракрасный светодиод.
Читайте так жеledjournal.info
Лазерные диоды. Виды. Устройство и работа. Подключение
Лазерные диоды — ранее изготовление лазеров было связано с большими трудностями, так как для этого необходим маленький кристалл и разработка схемы для его функционирования. Для простого радиолюбителя такая задача была невыполнимой.
С развитием новых технологий возможность получения лазерного луча в бытовых условиях стала реальностью. Электронная промышленность сегодня производит миниатюрные полупроводники, которые могут генерировать луч лазера. Этими полупроводниками стали лазерные диоды.
Повышенная оптическая мощность и отличные функциональные параметры полупроводника позволяют применять его в измерительных устройствах повышенной точности как на производстве, в медицине, так и в быту. Они являются основой для записи и чтения компьютерных дисков, школьных лазерных указок, уровнемеров, измерителей расстояния и многих других полезных для человека устройств.
Возникновение такого нового электронного компонента является революцией в создании электронных устройств разной сложности. Диоды высокой мощности образуют луч, который используется в медицине при выполнении различных хирургических операций, в частности по восстановлению зрения. Луч лазера способен быстро произвести коррекцию хрусталика глаза.
Лазерные диоды используются в измерительных приборах в быту и промышленности. Устройства изготавливают с разной мощностью. Мощности 8 Вт хватит для сборки в бытовых условиях портативного уровнемера. Этот прибор надежен в работе, способен создать лазерный луч очень большой длины. Попадание лазерного луча в глаза очень опасно, так как на малом расстоянии луч способен к повреждениям мягких тканей.
Устройство и принцип работы
В простом диоде на анод подается положительное напряжение, то речь идет о смещении диода в прямом направлении. Дырки из области «р» инжектируются в область «n» р-n перехода, а из области «n» в область «р» полупроводника. При расположении дырки и электрона рядом друг с другом, то они рекомбинируют и выделяют фотонную энергию с некоторой длиной волны и фонона. Этот процесс получил название спонтанного излучения. В светодиодах он является главным источником.
Но при некоторых условиях дырка и электрон способны находиться перед рекомбинацией в одном месте продолжительное время (несколько микросекунд). Если по этой области в это время пройдет фотон с частотой резонанса, то он вызовет вынужденную рекомбинацию, и при этом выделится второй фотон. Его направление, фаза и вектор поляризации будут абсолютно совпадать с первым фотоном.
Кристалл полупроводника изготавливают в виде тонкой пластинки формы прямоугольника. По сути дела, эта пластинка и играет роль оптического волновода, в котором излучение действует в ограниченном объеме. Поверхностный слой кристалла модифицируется с целью образования области «n». Нижний слой служит для создания области «р».
В конечном итоге получается плоский переход р-n значительной площади. Два боковых торца кристалла подвергают полировке для создания параллельных гладких плоскостей, образующих оптический резонатор. Случайный фотон перпендикулярного плоскостям спонтанного излучения пройдет по всему оптическому волноводу. При этом перед выходом наружу фотон несколько раз будет отражаться от торцов и, проходя вдоль резонаторов, создаст вынужденную рекомбинацию, образуя при этом новые фотоны с такими же параметрами, чем вызовет усиление излучения. Когда усиление превзойдет потери, начнется создание лазерного луча.
Существуют различные типы лазерных диодов. Основные из них выполнены на особо тонких слоях. Их структура способна создавать излучение только параллельно. Но если волновод выполнить широким в сравнении с длиной волны, то он будет функционировать уже в различных поперечных режимах. Такие лазерные диоды называют многодомовыми.
Использование таких лазеров оправдано для создания повышенной мощности излучения без качественной сходимости луча. Допускается некоторое его рассеивание. Этот эффект используется для накачки других лазеров, в химическом производстве, лазерных принтерах. Однако при необходимости определенной фокусировки луча, волновод должен выполняться с шириной, сравнимой с длиной волны.
В этом случае ширина луча зависит от границ, которые наложены дифракцией. Такие приборы используются в запоминающих оптических устройствах, оптоволоконной технике, лазерных указателях. Необходимо заметить, что эти лазеры не способны поддержать несколько продольных режимов, и излучать лазерный луч на разных длинах волн в одно время. Запрещенная зона между уровнями энергии «р» и «n» областей диода влияет на длину волны луча.
Лазерный луч на выходе сразу расходится, так как излучающий компонент очень тонкий. Чтобы компенсировать это явление и создать тонкий луч, используют собирающие линзы. Для широких многодомовых лазеров используются цилиндрические линзы. В случае однодомовых лазеров, при применении симметричных линз, лазерный луч будет иметь эллиптическое поперечное сечение, так как вертикально расхождение превосходит размер луча в горизонтальной плоскости. Наглядным примером для этого служит лазерная указка.
В рассмотренном элементарном устройстве нельзя выделить определенную длину волны, кроме волны оптического резонатора. В устройствах, имеющих материал, способный усилить луч в большом интервале частот, и с несколькими режимами, возможно действие на разных волнах.
Обычно лазерные диоды функционируют на одной волне, обладающей, однако значительной нестабильностью, и зависящей от различных факторов.
Разновидности
Устройство рассмотренных выше диодов имеет n-р структуру. Такие диоды имеют низкую эффективность, требуют значительную мощность на входе, и работают только в режиме импульсов. По-другому они работать не могут, так как быстро перегреются, поэтому не получили широкого применения на практике.
Лазеры с двойной гетероструктурой имеют слой вещества с узкой запрещенной зоной. Этот слой находится между слоями материала, у которого широкая запрещенная зона. Обычно для изготовления лазера с двойной гетероструктурой применяют арсенид алюминия-галлия и арсенид галлия. Каждыи из этих соединений с двумя разными полупроводниками получили название гетероструктуры.
Достоинством лазеров с такой особенной структурой является то, что область дырок и электронов, которую называют активной областью, находится в среднем тонком слое. Следовательно, что создавать усиление будут намного больше пар дырок и электронов. В области с малым усилением таких пар останется мало. В дополнение свет станет отражаться от гетеропереходов. Другими словами излучение будет полностью находиться в области наибольшего эффективного усиления.
Диод с квантовыми ямами
При выполнении среднего слоя диода более тонким, он начинает функционировать в качестве квантовой ямы. Поэтому электронная энергия будет квантоваться вертикально. Отличие между уровнями энергии квантовых ям применяется для образования излучения вместо будущего барьера.
Это эффективно для управления волной луча, зависящей от толщины среднего слоя. Такой вид лазера намного эффективнее, в отличие от однослойного, так как плотность дырок и электронов распределена более равномерно.
Гетероструктурные лазеры
Основной особенностью тонкослойных лазеров является то, что они не способны эффективно удерживать луч света. Для решения этой задачи по обеим сторонам кристалла прикладывают два дополнительных слоя, которые обладают более низким преломлением, в отличие от центральных слоев. Подобная структура похожа на световод. Она намного лучше удерживает луч. Это гетероструктуры с отдельным удержанием. По такой технологии произведено большинство лазеров в 90-х годах.
Лазеры с обратной связью в основном применяют для волоконно-оптической связи. Для стабилизации волны на р-n переходе выполняют поперечную насечку для создания дифракционной решетки. Из-за этого в резонатор возвращается и усиливается только одна длина волны. Такие лазеры имеют постоянную длину волны. Она определена шагом насечки решетки. Под действием температуры насечка изменяется. Подобная модель лазера является основой телекоммуникационных оптических систем.
Существуют также лазеры моделей VСSЕL и VЕСSЕL, которые являются поверхностно-излучающими моделями с вертикальным резонатором. Их отличие состоит в том, что у модели VЕСSЕL резонатор внешний, и его конструкция бывает с оптической и токовой накачкой.
Особенности подключения
Лазерные диоды используются во многих устройствах, где необходим направленный световой луч. Основным процессом в сборке устройства с применением лазера своими руками является правильное подключение.
Лазерные диоды отличаются от led диодов миниатюрным кристаллом. Поэтому в нем концентрируется большая мощность, а следовательно и величина тока, что может привести к выходу его из строя. Для облегчения работы лазера существуют особые схемы устройств, которые называются драйверами.
Лазерам необходимо стабильное питание. Однако существуют их модели, имеющие красное свечение луча, и функционирующие в нормальном режиме даже с нестабильной сетью. Если имеется драйвер, то все равно диод нельзя подключать напрямую. Для этого дополнительно нужен датчик тока, роль которого часто играет резистор, подключенный между этими элементами.
Такое подключение имеет недостаток в том, что отрицательный полюс питания не соединен с минусом схемы. Другим недостатком является падение мощности на резисторе. Поэтому перед подключением лазера необходимо тщательно подобрать драйвер.
Виды драйверов
Существуют два главных вида драйверов, способных обеспечить нормальных режим эксплуатации лазерных диодов.
Импульсный драйвер выполнен по аналогии импульсного преобразователя напряжения, способного повышать и понижать этот параметр. Мощности выхода и входа такого драйвера примерно равны. Однако, существует некоторое выделение тепла, на которое расходуется незначительное количество энергии.
Линейный драйвер действует по схеме, которая чаще всего подает напряжение на диод больше, чем требуется. Для его снижения необходим транзистор, преобразующий излишнюю энергию в теплоту. Драйвер имеет малый КПД, поэтому не нашел широкого применения.
При применении линейных микросхем в качестве стабилизаторов, при уменьшении напряжения на входе диодный ток будет снижаться.
Так как питание лазеров выполняется двумя видами драйверов, схемы подключения имеют отличия.
Схема также может содержать источник питания в виде батареи или аккумулятора.
Аккумуляторы должны выдавать напряжение 9 вольт. Также в схеме должен быть резистор, ограничивающий ток, и лазерный модуль. Лазерные диоды можно найти в неисправном приводе дисков от компьютера.
Лазерный диод имеет 3 вывода. Средний вывод подключается к минусу (плюсу) питания. Плюс подключается к правой, либо левой ножке, в зависимости от фирмы изготовителя. Чтобы определить нужную ножку для подключения, необходимо подать питание. Для этого можно взять две батарейки по 1,5 В и сопротивление 5 Ом. Минус источника подключают к средней ножке диода, а плюс сначала к левой, затем к правой ножке. Путем такого эксперимента можно увидеть, какая из этих ножек является «рабочей». Таким же методом диод подключают к микроконтроллеру.
Лазерные диоды могут работать от пальчиковых батареек, аккумулятора сотового телефона. Однако нельзя забывать, что дополнительно требуется ограничивающий резистор номиналом 20 Ом.
Подключение к бытовой сети
Для этого нужно обеспечить вспомогательную защиту от всплесков напряжения высокой частоты.
Стабилизатор и резистор создают блок предотвращающий перепады тока. Для выравнивания напряжения применяют стабилитрон. Емкость предотвращает возникновение скачков напряжения высокой частоты. При правильной сборке обеспечивается стабильная работа лазера.
Порядок подключения
Наиболее удобным для работы будет красный диод мощностью около 200 мВт. Такие лазерные диоды установлены на дисковые приводы компьютеров.
• Перед подключением с помощью батарейки проверить работу лазерного диода.• Выбрать необходимо самый яркий полупроводник. Если диод взят из дискового привода компьютера, то он светит инфракрасным светом. Луч лазера запрещается наводить на глаза, так как это приведет к повреждению глаз.• Диод монтировать на радиатор для охлаждения, в виде алюминиевой пластины. Для этого предварительно сверлить отверстие.• Между диодом и радиатором промазать термопастой.• Резистор на 20 Ом и 5 ватт подключить по схеме с батарейками и лазером.• Диод шунтировать керамическим конденсатором любой емкости.• Отвернуть от себя диод и проверить его работу, подключив питание. Должен появиться красный луч.
При подключении следует помнить о безопасности. Все соединения должны быть качественными.
Похожие темы:
electrosam.ru
 Примечания:
| Компания АЗИМУТ ФОТОНИКС является официальным дистрибьютором (прямым дилером) продукции Thorlabs в России, предлагая весь ассортимент из каталога Thorlabs по ценам в российских рублях с учетом всех налогов и НДС, оказывает полную техническую поддержку и распространяет гарантийные обязательства на все поставляемое оборудование.
| |||||
www.azimp.ru
ИК лазерный диод в устройствах охранной сигнализации
Справочник
Главная Справочник Энциклопедия радиоинженера
"Справочник" - информация по различным электронным компонентам: транзисторам, микросхемам, трансформаторам, конденсаторам, светодиодам и т.д. Информация содержит все, необходимые для подбора компонентов и проведения инженерных расчетов, параметры, а также цоколевку корпусов, типовые схемы включения и рекомендации по использованию радиоэлементов.
Появившиеся на нашем рынке относительно недорогие инфракрасные (ИК) лазерные диоды со встроенной оптической системой, формирующей узкий луч*, могут быть использованы в оптических датчиках и в линиях связи охранных систем. Один из таких лазерных диодов — SV5637-001.
* Если в газовых и твердотельных лазерах угол расхождения излучения может составлять доли градуса, то в неохлаждаемых полупроводниковых лазерах он достигает значения 4СР. Но монохроматичность лазерного излучения, а главное, малые размеры самого излучателя позволяют с помощью несложных оптических средств, например, линзы соответствующей апертуры, сформировать луч с малым углом расхождения.
Технические характеристики
Выходная мощность притоке 12 мА, мВт...............1,5Угол расхождения луча по уровню половинной мощности, град.....................4Ток включения, мА.............1,5...7(3,5 тип.)Крутизна характеристики,мВт/мА ......................0,3Прямое напряжение притоке 12 мА, В.............1,5...2,2(1,75 тип.)Длина волны при lп = 12 мА,нм .....................830...870(850 тип.)Температурный коэффициент тока включения, мА/°С..............-0,042...0,042Температурный коэффициент крутизны характеристики, мВт/мА/°С........-0,001Дифференциальное сопротивление при токе 12 мА, Ом .......................15...40Диапазон рабочих температур, °С.....................0...70Температура хранения, °С .. .-40...100Максимальный постоянныйток, мА .......................15Максимальное обратноенапряжение, В..................5
Рис. 1
Особенность лазерного диода — ток включения ITH. ИК излучение возникает при токе, превышающем ITH. Поскольку разброс этого параметра довольно велик, рекомендуется уточнить его значение опытным путем. Это можно сделать так, как показано на рис. 1. В светонепроницаемую трубку 1 длиной несколько сантиметров с одной стороны устанавливают лазерный диод SV5637-001, а с другой — подходящий по спектру фотодиод (у автора — ФД263-01). Между ними в трубке помещают рассеиватель света — распушенный комочек ваты. Изменяя напряжение источника питания, контролируют ток IП через лазерный диод, прямое напряжение Uп на нем, а также ток фотодиода Iфд. Экспериментальные результаты приведены в таблице, при токе 4,4...4,5 мА показания вольтметра были неустойчивы. Оказалось, что ток включения составил около 4,4 мА и лишь немного превысил типовое значение.
| IµА | Umв | Iфд |
| 3 | 1,56 | 0 |
| 4 | 1,6 | 0 |
| 4,5 | — | 0,3 |
| 5 | 1,64 | 1,4 |
| 6 | 169 | 3,4 |
| 7 | 1,72 | 5,5 |
| 8 | 1,75 | 8,3 |
| 9 | 1,78 | 11,3 |
| 10 | 1,81 | 14,2 |
Рис. 2
Принципиальная схема экономичного импульсного ИК генератора с лазерным диодом показана на рис. 2. Этот генератор может найти применение в охранных системах различного назначения. На логических элементах DD1.1 и DD1.2 собран генератор прямоугольных импульсов, работающий на частоте F = 0.7/R2C1 = 5 Гц. Логический элемент DD1.3 — буферный, спад импульса на его выходе с помощью RC-цепи C2R3 преобразуется в короткий (0.7R3C2 = 0,5 мс) "единичный" импульс на выходе элемента DD1.4, который открывает электронный ключ, собранный на транзисторах VT1, VT2, и подключает лазерный диод VD1 к источнику питания.
Рис. 3
Ток через лазерный диод задает полевой транзистор VT3. Поскольку начальный ток этих транзисторов имеет большой разброс, подбирают экземпляр с током 8... 12 мА. Транзистор включают так, как показано на рис. 3. Одновременно выясняют и Uvt3 мин — минимальное напряжение на стоке, при котором начальный ток уменьшается не более чем на 5... 10%. Желательно, чтобы напряжение Uvt3min было не более 2,5...3 В.
Резистор R7 выполняет функции датчика тока, и он нужен лишь для подключения осциллографа. Это не только позволит визуально проконтролировать импульсы тока в лазере, но и определить их амплитуду, длительность и частоту следования. Для снижения общего энергопотребления е цепь питания микросхемы DD1 введен резистор R4. Его сопротивление должно быть таким, чтобы напряжение питания микросхемы было 3...3.5 В, Если ИК генератор будет работать е системе синхронного детектирования, сигнал на детектор снимают с коллектора транзистора VT2, в этом случае необходимо установить резистор R8 (30...100кОм).
Рис. 4
Детали монтируют на печатной плате из двусторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм, чертеж которой показан на рис. 4. Фольгу со стороны установки деталей используют в качестве общего провода. Места соединения с ней "заземляемых" выводов деталей показаны черными точками. В местах пропуска выводов деталей через отверстия в фольге вытравливают защитные кружки диаметром 2 мм (на рис. 4 не показаны). Места проволочных перемычек, соединяющих металлизацию двух сторон печатной платы, показаны черными квадратами со светлой точкой в центре. Вокруг отверстий диаметром 3,5 мм (2 шт.) для пропуска выводов конденсаторов СЗ и С4 в фольге должны быть вытравлены защитные кольца шириной 0,5 мм.
Все резисторы — МЛТ 0,125. Оксидные конденсаторы — импортные, их желательно подобрать с током утечки не более 1 мкА, конденсаторы С1 и С2 — КМ-6, К10-17. Габариты лазерного диода SV5637-001 невелики, и его впаивают как обычный излучающий ИК диод. Корпус генератора с отсеком для размещения батареи питания — GP476A (вырез в печатной плате — для нее) можно склеить из ударопрочного полистирола.
Как показали испытания, ток, потребляемый генератором, не превышал 35 мкА. Без сколько-нибудь существенного ослабления ИК импульсов батарея может быть разряжена до напряжения Uпит мин = Uvt3 мин + Un. С батареей 476 (емкость 100...150 мА-ч) генератор проработает не менее трех месяцев. Источником питания генератора может быть и батарея напряжением 9 В — "Крона", "Корунд", 6F22, потребляемый ток при этом увеличится до 50...52 мкА. А если это будет литиевая батарея SLM9V, то ее емкости хватит на несколько лет непрерывной работы ИК генератора.
Для сравнения лазерного диода SV5637-001 с ИК диодами (см., например, Юшин А. М. Оптоэлект-ронные приборы и их зарубежные аналоги: Справочник. Т.1 — М.: Радио-Софт, 1998) воспользуемся зависимостью L ~ √P/φ, где L — расстояние, на котором создается определенная освещенность окна фотоприемника; Р — мощность; φ — угол излучения источника.
Нетрудно убедиться в том, что по "дальнобойности" этот маломощный лазерный диод сравним с излучающими ИК диодами средней мощности. Но по много меньшему энергопотреблению (10 раз) он вне конкуренции.
Автор: Ю. Виноградов, г. Москва
Дата публикации: 27.06.2008
Мнения читателей- Uchino / 16.06.2012 - 19:16That's an apt answer to an interesting qustieon
- алекс / 02.07.2011 - 06:32у диода выбил линзу,поставил линзу от указки ,сфокусировал-расстояние увеличилось раза в 4-5 ronaldo wallpapers, utorrent emule, utorrent
- VITAMIN / 29.01.2010 - 21:59А штука оч хорошая!!! больше в инете достойного ничяво не нарыл! 5+
- VITAMIN / 29.01.2010 - 21:57Если бы еще печатную плату в lay и перечень элементов выложил ну и несколько фоток готового изделия! Я бы был безумно рад! просто я в ентом деле не великий спец! буду очень презнателен!!! [email protected] icq- 427546050
Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:
www.radioradar.net
Инфракрасный лазер 5000мВт 808нм | LASERS.ORG.RU
Доброе время суток! Что же, время не проходит даром, познакомлю вас с новинкой! 5Вт лазер!
Этот лазер невидимого, инфракрасного диапазона, но так как мощность колоссальная, глаз видит излучение как слабое красное свечение. Лазер собран на основе лазерного диода 5Вт с излучающей площадкой 200мкм. так как диоды подобной мощности имеют минимальную площадку в 200мкм, лазер не способен создать тонкий малорасходящийся пучок. Таким образом, на выходе мы имеем излучени-полоска 1х12мм, которое мы можем сфокусировать на необходимом расстоянии, регулируя фокусировку. минимальное пятно получается 0.5х2мм, на расстоянии 20см. В точке фокуса горит все!!! Все вспыхивает пламенем! Это очень плохой лазер, я им столько предметов в квартире уже испортил((( соблазн просто нереальный!!)) выжигает по дереву даже под водой!!
Драйвер лазерного диода — тут были проблемы.. необходимо было разместить драйвер такой мощности на плате в 20х20мм! Как видите, все удалось) пришлось осваивать новые технологии, но без этого никуда.
Кнопка включения расположена сзади, для безопасности она нефиксируемая. Несмотря на такие маленькие габариты, лазер может работать непрерывно до двух минут!
Лазер питается от Li-ion аккумулятора 3.7В 2500мАч, данного аккумулятора хватает на 40-50 минут работы.. но за это время можно столько дел наворотить)))
Работа лазера. дым.
работа лазера. ОтжиГ)) к слову. если на видео не видно дыма в некоторых моментах, значит горит огонь. на видео плохо видно.
Единственный недостаток этого лазера-цена. она велика. 32000р. срок изготовления 1 месяц. по вопросам заказа обращайтесь на [email protected]
на Ваш сайт.
lasers.org.ru
Видеоматериалы
Опыт пилотных регионов, где соцнормы на электроэнергию уже введены, показывает: граждане платить стали меньше
Подробнее...С начала года из ветхого и аварийного жилья в республике были переселены десятки семей
Подробнее...Более 10-ти миллионов рублей направлено на капитальный ремонт многоквартирных домов в Лескенском районе
Подробнее...Актуальные темы
ОТЧЕТ о деятельности министерства энергетики, ЖКХ и тарифной политики Кабардино-Балкарской Республики в сфере государственного регулирования и контроля цен и тарифов в 2012 году и об основных задачах на 2013 год
Подробнее...Предложения организаций, осуществляющих регулируемую деятельность о размере подлежащих государственному регулированию цен (тарифов) на 2013 год
Подробнее...
КОНТАКТЫ
360051, КБР, г. Нальчик
ул. Горького, 4
тел: 8 (8662) 40-93-82
факс: 8 (8662) 47-31-81
e-mail:
Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
