Laser Diode Pinout Guide: Ρυθμίσεις ακίδων, πολικότητα και συμβατότητα προγράμματος οδήγησης

A δίοδος λέιζερΤο πακέτο μπορεί να φαίνεται απατηλά απλό. Μια τυπική συσκευή TO-μπορεί να έχει μόνο δύο, τρεις ή τέσσερις απαγωγές, ωστόσο η εσφαλμένη σύνδεση αυτών των καλωδίων μπορεί να σημαίνει οτιδήποτε, από μια ασταθή οπτική έξοδο έως μια κατεστραμμένη δίοδο.

Το πρόβλημα είναι ότι δεν υπάρχει singleδίοδος λέιζερpinoutπου ισχύει για κάθε πακέτο. Δύο δίοδοι λέιζερ μπορούν να έχουν την ίδια διάμετρο δοχείου, παρόμοια οπτική ισχύ και ακόμη και τον ίδιο αριθμό ακίδων ενώ χρησιμοποιούν διαφορετικές εσωτερικές συνδέσεις.

Για τους μηχανικούς που αντικαθιστούν μια δίοδο ή την ενσωματώνουν σε ένα σύστημα OEM, η ασφαλής προσέγγιση είναι απλή: προσδιορίστε την πραγματικήδιαμόρφωση ακίδας διόδου λέιζερ, επιβεβαιώστε την πολικότητα, κατανοήστε τι κάνει η φωτοδίοδος οθόνης και, στη συνέχεια, ελέγξτε εάν το επιλεγμένο πρόγραμμα οδήγησης διόδου λέιζερ υποστηρίζει αυτήν την ηλεκτρική διάταξη.

Στο κέντρο της συσκευασίας βρίσκεται η ίδια η δίοδος λέιζερ, με έναάνοδος LDκαι μιαLD κάθοδος. Εφαρμόστε το σωστό ρεύμα προς τα εμπρός και η διασταύρωση εκπέμπει φως λέιζερ.

Πολλές δίοδοι λέιζερ TO-can περιέχουν επίσης μια δεύτερη συσκευή ημιαγωγών: αμόνιτορ φωτοδίοδος, συχνά συντομογραφία PD ή MPD. Ανιχνεύει ένα τμήμα της οπτικής εξόδου, συνήθως από την πίσω όψη της κοιλότητας του λέιζερ. Αυτό το σήμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί από ένα πρόγραμμα οδήγησης διόδου λέιζερ για να παρακολουθεί την έξοδο ή να διατηρεί σταθερή οπτική ισχύ. Το Newport, για παράδειγμα, περιγράφει την παρακολούθηση οπίσθιας-όψης ως έναν τρόπο διατήρησης της εξόδου λέιζερ σε σταθερό επίπεδο ισχύος.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο μια δίοδος λέιζερ με τρεις-ακίδες δεν πρέπει να θεωρείται "θετική, αρνητική και έλεγχος".

Το τρίτο καλώδιο συνδέεται συνήθως με τη φωτοδίοδο οθόνης ή μια κοινή ηλεκτρική σύνδεση μεταξύ του LD και του PD. Ανάλογα με τη συσκευή, ένα καλώδιο μπορεί επίσης να συνδεθεί στη μεταλλική θήκη.

Αυτή η διάκριση έχει σημασία. Οπολικότητα διόδου λέιζερκαι η πολικότητα της φωτοδιόδου είναι ξεχωριστές ερωτήσεις και και οι δύο μπορεί να επηρεάσουν τον τρόπο σύνδεσης της συσκευής με ένα πρόγραμμα οδήγησης.

Ο αριθμός καρφιτσών σας δίνει ένα χρήσιμο σημείο εκκίνησης, αλλά όχι ένα γενικό διάγραμμα καλωδίωσης.

Μια δίοδος λέιζερ πεταλούδας 14-ακίδων, για παράδειγμα, είναι ένα πολύ διαφορετικό πρόβλημα ενσωμάτωσης από ένα TO-δοχείο 5,6 mm με τρεις-ακίδες. Οι πρόσθετες ακίδες ενδέχεται να σχετίζονται με τον έλεγχο θερμοκρασίας, την παρακολούθηση και άλλες λειτουργίες του πακέτου και όχι με την ίδια τη διασταύρωση λέιζερ.

Ο σημαντικός κανόνας είναι απλός:

Ο αριθμός των καλωδίων δεν καθορίζει το ηλεκτρικό pinout.

Μην υποθέτετε ποτέ ότι η ακίδα 1 είναι πάντα η άνοδος διόδου λέιζερ ή ότι το κεντρικό καλώδιο κάθε πακέτου τριών-ακίδων είναι πάντα γειωμένο.

ΟPinout διόδου λέιζερ 3 ακίδωνείναι όπου αρχίζουν πολλά λάθη καλωδίωσης.

Μια συσκευασία που περιέχει και μια δίοδο λέιζερ και μια φωτοδίοδο οθόνης μπορεί να συνδεθεί με διάφορους τρόπους. Σε μια κοινή-διάταξη ανόδου, το LD και το PD μοιράζονται μια σύνδεση ανόδου. Σε μια κοινή-διαμόρφωση καθόδου, οι κάθοδοί τους μοιράζονται μια σύνδεση.

Υπάρχουν επίσης μικτές ρυθμίσεις στις οποίες τοΚάθοδος LD και άνοδος PDκοινοποιήστε ένα τερματικό ή τοΆνοδος LD και κάθοδος PDείναι κοινά. Το κοινόχρηστο τερματικό μπορεί επίσης να συνδεθεί στη μεταλλική θήκη, ανάλογα με το σχέδιο της συσκευασίας.

Δεν πρόκειται απλώς για μια θεωρητική διάκριση. Η τεκμηρίωση του κατασκευαστή δείχνει πραγματικές συσκευές με συγκεκριμένες ρυθμίσεις. Ένα παράδειγμα καταλόγου Thorlabs χρησιμοποιεί τον ακροδέκτη 1 ως κάθοδο λέιζερ, τον ακροδέκτη 2 ως κοινή θήκη και τον ακροδέκτη 3 ως άνοδο διόδου οθόνης. Αυτό το παράδειγμα είναι χρήσιμο ακριβώς επειδή καταδεικνύει γιατί η φυσική θέση του ηλεκτροδίου από μόνη της δεν αρκεί για την αναγνώριση μιας άγνωστης διόδου.

Έτσι, όταν κάποιος ρωτά, "Ποιο είναι το τυπικό pinout μιας διόδου λέιζερ τριών-ακίδων;", η πιο χρήσιμη απάντηση είναι:

Δεν υπάρχει μία ανάθεση ακίδων που να μπορεί να εφαρμοστεί με ασφάλεια σε κάθε δίοδο λέιζερ 3 ακίδων. Ελέγξτε τον συγκεκριμένο αριθμό ανταλλακτικού και το φύλλο δεδομένων.

Ακόμη και με το σωστό φύλλο δεδομένων μπροστά σας, μια λεπτομέρεια μπορεί να προκαλέσει προβλήματα:κατεύθυνση θέασης.

Ορισμένα σχέδια συσκευασίας δείχνουν τη συσκευή από το κάτω μέρος, κοιτάζοντας απευθείας τις απαγωγές. Άλλοι χρησιμοποιούν κάτοψη. Διαβάστε ένα σχέδιο από κάτω-προβολή σαν να ήταν κάτοψη και οι θέσεις των καρφιτσών μπορεί να εμφανίζονται κατοπτρισμένες.

Πριν συνδέσετε τη δίοδο, ελέγξτε προσεκτικά το σχέδιο για την κατεύθυνση θέασης, την αρίθμηση των ακίδων, τη γλωττίδα ή την εγκοπή, την πεπλατυσμένη άκρη, τα σημάδια ανόδου/καθόδου LD, τα σημάδια ανόδου/καθόδου PD, τη σύνδεση θήκης και τυχόν ακίδες NC ή "χωρίς σύνδεση".

Μη χρησιμοποιείτε μόνο το σχήμα συσκευασίας ως υποκατάστατο του φύλλου δεδομένων.

Αυτό γίνεται ιδιαίτερα σημαντικό κατά τις εργασίες αντικατάστασης. Μια νέα δίοδος μπορεί να ταιριάζει φυσικά στην υπάρχουσα βάση διόδου λέιζερ ενώ έχει διαφορετική διαμόρφωση εσωτερικής ακίδας.

Με άλλα λόγια:

Μηχανική συμβατότητα δεν σημαίνει απαραίτητα ηλεκτρική συμβατότητα.

Αυτός ο ένας έλεγχος μπορεί να αποτρέψει ένα εκπληκτικά ακριβό λάθος.

Ομόνιτορ φωτοδίοδοςδίνει στο σύστημα πληροφορίες σχετικά με την οπτική έξοδο του λέιζερ.

Σε κατάσταση λειτουργίας σταθερού-ρεύματος ή ACC, το πρόγραμμα οδήγησης ρυθμίζει το ρεύμα μέσω της διόδου λέιζερ. Η φωτοδίοδος οθόνης μπορεί απλώς να μετρηθεί χωριστά-ή να μην χρησιμοποιηθεί καθόλου.

Σε μιαΑυτόματος έλεγχος ισχύος (APC)σύστημα, ωστόσο, η φωτοδίοδος οθόνης γίνεται μέρος του βρόχου ανάδρασης. Το πρόγραμμα οδήγησης διαβάζει το ρεύμα της φωτοδιόδου και προσαρμόζει το ρεύμα λέιζερ για να διατηρήσει μια στοχευόμενη οπτική έξοδο.

Αυτό σημαίνει ότι η επιλογή του προγράμματος οδήγησης θα πρέπει να λαμβάνει υπόψη περισσότερο από το μέγιστο ρεύμα LD.

Ο μηχανικός πρέπει επίσης να γνωρίζει τοπαρακολούθηση της πολικότητας της φωτοδιόδου, το αναμενόμενο ρεύμα φωτοδιόδου, εάν το πρόγραμμα οδήγησης υποστηρίζει αυτή τη σύνδεση PD και πώς αναφέρεται το κοινό τερματικό ή η θήκη του πακέτου.

Διαφορετικά σχέδια προγραμμάτων οδήγησης χειρίζονται αυτές τις συνδέσεις με διαφορετικό τρόπο. Ορισμένοι χρησιμοποιούν κυμαινόμενες εξόδους για να φιλοξενήσουν ένα ευρύτερο φάσμα διαμορφώσεων πακέτων λέιζερ. Το Newport, για παράδειγμα, περιγράφει συγκεκριμένα ένα πρόγραμμα οδήγησης με πλήρως αιωρούμενη έξοδο που προορίζεται να φιλοξενήσει διαφορετικές διευθετήσεις ακίδων συσκευασίας.

Αυτός είναι ένας λόγος που ένα υπάρχον πρόγραμμα οδήγησης δεν θα πρέπει να θεωρείται αυτόματα συμβατό με μια ανταλλακτική δίοδο λέιζερ.

Ας υποθέσουμε ότι δύο δίοδοι λέιζερ μοιράζονται το ίδιο μήκος κύματος, παρόμοια ισχύ εξόδου και την ίδια διάμετρο TO-. Μπορεί το ένα απλά να αντικαταστήσει το άλλο;

Όχι απαραίτητα.

ΟΣυμβατότητα προγράμματος οδήγησης διόδου λέιζερΟ έλεγχος πρέπει να καλύπτει ολόκληρη την ηλεκτρική διεπαφή, όχι μόνο τις οπτικές προδιαγραφές.

Η δίοδος αντικατάστασης μπορεί να έχει διαφορετική πολικότητα LD ή κοινή σύνδεση. Η φωτοδίοδος της οθόνης του μπορεί να αντιστραφεί σε σχέση με την αρχική συσκευή. Η θήκη μπορεί να συνδεθεί ηλεκτρικά σε ένα μέρος και να απομονωθεί σε άλλο. Το απαιτούμενο ρεύμα λειτουργίας και η τάση συμμόρφωσης μπορεί επίσης να διαφέρουν.

Η αρχιτεκτονική του προγράμματος οδήγησης έχει επίσης σημασία. Ένα πρόγραμμα οδήγησης που έχει σχεδιαστεί γύρω από μια συγκεκριμένη κοινή σύνδεση ενδέχεται να μην υποστηρίζει όλες τις ρυθμίσεις παραμέτρων της οθόνης-φωτοδιόδου. Η τεκμηρίωση του προγράμματος οδήγησης του κατασκευαστή δείχνει ότι η υποστηριζόμενη πολικότητα PD και η ηλεκτρική διάταξη μπορεί να είναι ρητές απαιτήσεις συμβατότητας και όχι προαιρετικές λεπτομέρειες.

Για έναν σχεδιαστή OEM, αυτό κάνει τοφύλλο δεδομένων διόδου λέιζερ και φύλλο δεδομένων προγράμματος οδήγησης λέιζερ ένα αντίστοιχο ζεύγος. Η ανάγνωση μόνο ενός από αυτά δεν αρκεί.

Μια χρήσιμη ανασκόπηση σχεδίασης θέτει δύο ξεχωριστά ερωτήματα: μπορεί ο οδηγός να τροφοδοτήσει με ασφάλεια τη δίοδο λέιζερ και μπορεί το κύκλωμα παρακολούθησης να συνδεθεί σωστά με την ενσωματωμένη-φωτοδίοδο;

Μόνο όταν και οι δύο απαντήσεις είναι σαφείς, η ηλεκτρική διεπαφή πρέπει να αντιμετωπίζεται ως επιβεβαιωμένη.

Για τον εξοπλισμό παραγωγής, βοηθά στην τεκμηρίωση της ηλεκτρικής διεπαφής πριν από την έγκριση διόδου λέιζερ ή ανταλλακτικού.

Για τους κατασκευαστές μηχανημάτων, αυτές οι πληροφορίες αξίζει επίσης να συμπεριληφθούν στην τεκμηρίωση BOM και συναρμολόγησης. Κάνει τη μελλοντική προμήθεια και την αξιολόγηση δεύτερης-πηγής πολύ πιο εύκολη.

Υπάρχει τυπικό pinout διόδου λέιζερ 3 ακίδων;

Δεν μπορεί να θεωρηθεί γενική διάταξη τριών-ακίδων σε όλες τις διόδους λέιζερ. Μια συσκευή 3 ακίδων μπορεί να περιέχει μια δίοδο λέιζερ και μια φωτοδίοδο παρακολούθησης με κοινή άνοδο, κοινόχρηστη κάθοδο ή άλλη κοινή διαμόρφωση. Να προσδιορίζετε πάντα τον ακριβή αριθμό ανταλλακτικού και να επαληθεύετε το φύλλο δεδομένων κατασκευαστή του πριν από την καλωδίωση.

Πώς μπορώ να αναγνωρίσω την άνοδο και την κάθοδο διόδου λέιζερ;

Ξεκινήστε από τον κατασκευαστήΔιάγραμμα pinout διόδου λέιζεραντί για φυσική ηγετική θέση. Ελέγξτε εάν το διάγραμμα εμφανίζεται από πάνω ή κάτω και χρησιμοποιήστε την καρτέλα συσκευασίας, την εγκοπή ή άλλη δυνατότητα αναφοράς για να καθορίσετε τον προσανατολισμό. Για μια άγνωστη ή ευαίσθητη δίοδο λέιζερ, αποφύγετε την εφαρμογή αυθαίρετου ρεύματος δοκιμής απλώς για τον προσδιορισμό της πολικότητας.

Μπορώ να χρησιμοποιήσω το ίδιο πρόγραμμα οδήγησης διόδου λέιζερ μετά την αντικατάσταση της διόδου;

Ενδεχομένως, αλλά η φυσική κατάσταση δεν αρκεί. Επιβεβαιώστε την πολικότητα LD, το ρεύμα λειτουργίας, την τάση συμμόρφωσης, την πολικότητα της οθόνης-φωτοδιόδου, τη σύνδεση κοινής/θήκης και τον τρόπο λειτουργίας που υποστηρίζει ο οδηγός. Εάν απαιτείται APC, η συμβατότητα της οθόνης{3}}φωτοδιόδου γίνεται ιδιαίτερα σημαντική.

A pinout διόδου λέιζερμπορεί να φαίνεται σαν μια μικρή λεπτομέρεια, αλλά σε ένα σύστημα λέιζερ OEM βρίσκεται απευθείας μεταξύ της πηγής λέιζερ και των ηλεκτρονικών που το ελέγχουν. Η έγκαιρη επιβεβαίωση της σύνδεσης διευκολύνει την επιλογή του προγράμματος οδήγησης, μειώνει τον κίνδυνο αντικατάστασης και αποφεύγει τον επανασχεδιασμό μιας διεπαφής αφού έχει ήδη κατασκευαστεί το υπόλοιπο σύστημα.

Εάν επιλέγετε έναOEM δίοδος λέιζεργια ένα νέο ή υπάρχον σύστημα, στείλτε μας το απαιτούμενο μήκος κύματος, την οπτική ισχύ εξόδου, τον τύπο συσκευασίας, τη διαμόρφωση ακίδων, το ρεύμα λειτουργίας, τις απαιτήσεις προγράμματος οδήγησης και την εκτιμώμενη ποσότητα έργου. Μπορούμε να βοηθήσουμε στην αξιολόγηση μιας κατάλληλης διόδου λέιζερ και ηλεκτρικής διαμόρφωσης για την εφαρμογή σας.