Especificações e Características do Diodo Laser

15 de março de 2023 0 Comentários Leitura: 6 min

um resumo ou visão geral das especificações, parâmetros e características do diodo laser usados na definição do desempenho do diodo laser para folhas de dados.

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Tipos de diodos | Especificações e classificações de diodos

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Ao usar um diodo laser é essencial conhecer suas características de desempenho. Consequentemente, as especificações do diodo laser são necessárias ao projetar equipamentos que usam diodos laser ou para manutenção usando equivalentes próximos.

Como qualquer componente eletrônico, muitas das especificações são relativamente genéricas, mas outros parâmetros tendem a ser mais focados no componente específico. Isso é verdade para as especificações e características do diodo laser.

Há uma série de especificações de diodo laser ou características de diodo laser que são fundamentais para o desempenho geral e estas são descritas.

Sumário

Característica L/I do diodo laser

Uma das especificações ou características mais comumente usadas e importantes do diodo laser é a curva L/I. Ele plota a corrente de acionamento fornecida contra a saída de luz.

Esta especificação de diodo laser é usada para determinar a corrente necessária para obter um determinado nível de saída de luz em uma determinada corrente. Também pode ser visto que a saída de luz também é muito dependente da temperatura.

A partir desta característica, pode-se perceber que existe uma corrente limite abaixo da qual a ação do laser não ocorre. O diodo laser deve ser operado longe deste ponto para garantir uma operação confiável em toda a faixa de temperatura operacional, pois a corrente limite aumenta com o aumento da temperatura. Normalmente, verifica-se que a corrente de limiar do laser aumenta exponencialmente com a temperatura.

Característica de eficiência do diodo laser

É possível deduzir o parâmetro de eficiência do diodo laser a partir da curva L/I. No entanto, é mais fácil de visualizar quando plotado separadamente. Tendo em vista a importância da eficiência do diodo laser, isso é frequentemente plotado de forma útil.

O gráfico da característica de eficiência do diodo laser mostrará que a eficiência cai com o aumento da temperatura. Uma especificação típica de diodo laser para eficiência será de cerca de 0,3 mW por mA a cerca de 25°C e cairá cerca de 0,01 para cada aumento de 10°C.

Característica da taxa de rastreamento do diodo laser

Muitos pacotes de diodo laser incluem um segundo fotodiodo para monitorar a saída do laser. Desta forma, a potência de saída do laser pode ser controlada e estabilizada – a saída do diodo monitor é realimentada no controle do diodo laser e no circuito de acionamento. Normalmente, a luz indesejada que sai da face traseira do diodo laser é usada para a medição, pois essa luz não pode ser usada em outro lugar.

Para que a saída do laser seja controlada com precisão, é necessário que o diodo monitor rastreie com precisão a saída do diodo laser. A corrente do fotodiodo do monitor é diretamente proporcional à saída de luz do laser e, portanto, um valor conhecido como taxa de rastreamento é usado. Medido em mA/mW, é a razão da corrente do fotodiodo em miliampères em comparação com a saída de luz do diodo laser em miliwatts.

Especificação de diodo laser para V/I

A especificação do diodo laser para a tensão direta através do diodo é necessária em várias áreas do projeto. Freqüentemente, os fabricantes de diodos laser preferem colocar a tensão no eixo vertical.

A partir do diagrama, pode-se ver que a tensão no diodo laser é tipicamente em torno de 1,5 volts, embora seja necessário verificar o diodo laser específico em questão. A especificação de tensão direta varia de acordo com os materiais usados no diodo, corrente, etc.

Embora a tensão direta varie com a temperatura, isso normalmente não é uma consideração importante.

Especificação de tensão reversa

Os diodos laser são facilmente danificados por tensões reversas. Portanto, não é sensato permitir que o diodo laser seja polarizado reversamente.

As correntes reversas máximas de 10µA são tipicamente os níveis máximos de corrente reversa tolerados.

Padrão de feixe de campo distante de diodo laser

O padrão do feixe de luz emitido é uma importante especificação do diodo laser do ponto de vista óptico. A luz que emana do próprio diodo não é colimada, mas normalmente tem a forma de um cone oval de luz. A elipticidade ocorre porque a área de emissão ou abertura do diodo ocorre como uma fenda no plano paralelo à junção.

A divergência do feixe de luz é medida na metade dos ângulos de potência luminosa máxima nos eixos perpendiculares e paralelos à região ativa do diodo laser.

Os valores típicos são 30° e 12° para os dois ângulos do cone elíptico.

Especificação de comprimento de onda do diodo laser

A especificação do diodo laser para o comprimento de onda é um dos principais parâmetros da folha de dados. Ele determinará muitas das aplicações para as quais o diodo laser pode ser usado.

O comprimento de onda é normalmente especificado em nm – nanômetros.

Enquanto outras formas de laser podem ser capazes de fornecer um sinal estável em termos de comprimento de onda, os diodos de laser são notoriamente fracos nesse aspecto. Eles são afetados pela corrente do drive e pela temperatura. Mudanças na temperatura afetam o bandgap e, portanto, o perfil de frequência de ganho da junção.

Valores típicos para variações de comprimento de onda em relação à voltagem podem ser em torno de 0,1 a 0,5 nm/°C, mas isso depende muito do dispositivo, sua frequência e várias outras considerações.

Especificação de diodos laser monomodo/multimodo

Os diodos laser podem ser especificados como monomodo ou multimodo. Esses dois tipos de diodo laser são geralmente usados para aplicações diferentes.

O fato de um diodo laser ser monomodo ou multimodo é determinado pela geometria do próprio diodo laser. Na direção vertical, a luz está contida em uma camada muito fina, e a estrutura suporta apenas um único modo óptico de operação na direção perpendicular às camadas. No entanto, se o guia de ondas for amplo em comparação com o comprimento de onda da luz na direção lateral, o guia de ondas pode suportar vários modos ópticos laterais e o laser é conhecido como diodo laser “multimodo”.

Os diodos laser multimodo tendem a ser usados onde é necessária alta potência e um diodo laser maior é necessário para acomodar os níveis de potência mais altos.

Em aplicações onde um pequeno feixe focalizado é necessário, o guia de onda deve ser estreito quando comparado ao comprimento de onda da luz que está sendo gerada. Como resultado, o diodo laser pode suportar apenas um único modo lateral. O feixe criado é então limitado pela difração em termos de sua dispersão. Esses diodos laser monomodo são usados para armazenamento óptico, ponteiros laser e fibra óptica. Observe que esses lasers ainda podem suportar vários modos longitudinais e, portanto, podem disparar em vários comprimentos de onda simultaneamente.

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