Перевод Дмитрия Степанова
по материалам Wavelength Electronics Inc.
Что такое драйвер лазерного диода? В идеале это источник постоянного тока, линейный, бесшумный и точный, который обеспечивает постоянное значение тока лазерного диода, необходимого для конкретного применения. Пользователь выбирает, какой ток следует поддерживать через лазерный диод или фотодиод и на каком уровне. Затем система управления поставляет ток на лазерный диод на безопасном и на соответствующем уровне. Драйверы лазерных диодов широко различаются в наборе функций и производительности.
Источник тока лазерного диода: одним из ключевых функций драйвера лазерного диода является регулируемый источник тока, называемый также выходным каскадом. Выходной каскад управляет током лазерного диода. В схеме лазерный диод подключается между источником питания и источником тока. Некоторые драйверы позволяют установить лазерный диод между источником тока и землей. В зависимости от конфигурации лазерного диода (с общим катодом или общим анодом – прим. Перев. ), один подход может быть лучше, чем другой.
Драйвер лазерного диода функционирует так: пользователь вводит необходимое значение (с точки зрения максимального допустимого тока лазерного диода), рабочую точку, и является ли управляющая переменная лазерный диод тока или фотодиод тока. Кроме того, если требуется удаленное задание рабочего тока (рабочей точки), то для этого, как правило, доступен вход аналоговой модуляции.
Рабочая точка: это аналоговое напряжение, подводимое к системе. Оно может быть получено с помощью комбинации бортовой регулировки и модуляции по входу. В некоторых случаях, входная модуляция суммируется с бортовой регулировкой. В других случаях - вычитается.
Ошибка установки тока: Чтобы узнать, как система функционирует, фактический уровень тока сравнивается с заданным. Эти два напряжения вычитаются, и результат вычитания называется "Ошибка". В случае драйвера лазерного диода, фактический уровень тока может исходить от лазерного диода или фотодиода. Если ток лазерного диода используется в качестве обратной связи, система управления будет использовать сигнал ошибки по току лазерного диода. Выход регулируемого источника тока не будет меняться. Это называется режимом постоянного тока. Если ток фотодиода используется в качестве обратной связи, система управления будет пытаться сохранить ток фотодиода постоянным (и возможно выходную мощность лазерного диода). Выход регулируемого источника тока будет меняться, чтобы сохранить уровень мощности светового излучения одинаковым. Это называется режимом постоянной мощности.
Функция управления: преобразует сигнал ошибки в управляющий сигнал для источника тока лазерного диода.
Схема ограничения: Один из способов повредить лазерный диод - пропустить через него слишком большой ток. На каждый лазерный диод есть паспорт, в котором указан максимальный рабочий ток. Превышение этого тока может повредить лазерный диод. Чтобы избежать этого, в блок питания лазерного диода входит схема ограничения тока. Пользователь определяет максимальное значение тока и выходной ток поддерживается ниже предельного уровня. Некоторые схемы ограничения ограничивают ток на максимальном уровне и продолжать работать, в тоже время схема активного ограничения тока отключает текущий драйвер лазерного диода.
Особенности безопасной работы: для разных типов лазеров необходимо соблюдение различных требований. Во всем мире государственные правила требуют несколько основных показателей для мощных лазерных систем. Во-первых, должна быть задержка между накачкой и генерацией. Во-вторых, должен быть способ для установки защитных кожухов или дверцы, так что если корпус или дверца открыта, лазер выключается. Лазерные диоды очень чувствительны к тепловому удару, поэтому, как правило, в драйвер интегрированы цепи мягкого старта. Для драйверов, питаемых постоянным током, выход отключается, если напряжение просаживается и угрожает целостности управления, так как срабатывает защита от пониженного напряжения. Дополнительные функции могут защитить лазерный диод от повреждения статическим напряжением, или от переходных процессов в источнике питания.
Питание: должно быть подведено к управляющей электронике и источнику тока. Это может быть источник питания постоянного тока (некоторые драйверы используют один источник, другие – два (один на управляющую электронику, другой – для источника тока – прим. Перев.)) или входной разъем и кабель питания. В некоторых случаях, когда требуется высокое напряжение питания лазерного диода, раздельные входы питания могут быть доступны для питания управляющей электроники с низким напряжением питания (5 вольт) и лазерного диода с более высоким напряжением.
