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  • 儒卓力焦点产品:用于演出、点和线激光器的欧司朗蓝光大功率激光二极管

    儒卓力焦点产品:用于演出、点和线激光器的欧司朗蓝光大功率激光二极管

    属于欧司朗(Osram)光电半导体氮化铟镓(InGaN)产品组合中的蓝光多模式激光二极管PLPT5 447KA和450KA分别提供1.6W和2.2W两种光功率,波长均为447 nm。这些氮化铟镓二极管是内置在密封TO封装中的边缘发射器,采用Metal Can®TO56封装。这些大功率激光器是高效辐射源,并具有高调制带宽。儒卓力在电子商务网站上提供欧司朗激光二极管产品组合。 PLPT5 447KA激光二极管在1.5 A的最大工作电流下可实现1.6 W的光输出,发出波长为447 nm的蓝光。通过结合特殊的荧光粉,激光器的蓝光变为白光,这种白光源的亮度比同类LED光源的亮度高出好几倍。使用激光聚焦,可以实现仅几微米的光斑。PLPT5 447KA激光二极管还具有ESD保护功能。 这两款新型激光二极管均可在-20°C至85°C的温度范围内正常工作。它们兼具外形尺寸小和光束质量高的优势,特别适合用作激光演出和舞台照明的光源,还适合用于商业和私人环境中的投影仪上,也可以与其他电子设备一起使用。

    时间:2020-09-23 关键词: 儒卓力 激光器 激光二极管

  • OSI激光二极管公司新发布两款光纤耦合激光器

    OSI激光二极管公司新发布两款光纤耦合激光器

      近日,致力于OSI系统开发的激光二极管公司,发布了两款光纤耦合激光器——MCW的调幅波双波长和TCW TriBiner的三波长。新型光纤耦合激光器适用于光学测试设备、光谱学、光子计数、光学传感器和其他多波长应用系统。      两个款型都能提供高峰光功率和功能分区在650、850、1310、1550、1625和1650纳米的波长。这两种激光器都是通过无铅认证和依从交付标准Ta = 25 ℃。的热特性。   MCW系列有三种模型和多种不同的选择标准,而TCW系列可提供两个标准版本,而且还可以依据客户的要求定制额外标准的机器。

    时间:2020-09-04 关键词: osi 光纤耦合激光器 激光二极管

  • 日本名古屋大学与旭化成合作开发出一个激光二极管 可发射迄今为止波长最短的紫外光

    日本名古屋大学与旭化成合作开发出一个激光二极管 可发射迄今为止波长最短的紫外光

    据了解,日本名古屋大学(Nagoya University )与旭化成(Asahi Kasei)合作开发出一个激光二极管(LD),能够发射迄今为止波长最短的紫外光(UV-C波长范围内),潜在应用包括杀菌消毒、皮肤学及DNA分析等。 图片来源:Nagoya University and Asahi Kasei 发射紫外光的激光二极管基于AIN(铝化氮)衬底,在室温脉冲电流注入下,发射出全球最短的激光波长——271.8nm。但值得注意的是,以往短波长半导体激光器仅能达到336nm,而目前的研究结果表明,深紫外光波长范围为200nm-280nm。 由于材料具有极高的电阻,研究员认为在紫外线范围内进行电流注入下的激光具有挑战性。此次研发成功的关键因素包括使用专门设计的p侧层,以同时实现足够的光限制和降低器件电阻,以及通过采用缺陷少的AIN衬底来抑制光散射损耗。此外,旭化成还成功将其薄膜晶体生长技术与名古屋大学C-TEFs设备的工艺技术和评估技术结合起来。 因此,这项研究成果掌握了开发高输出UV-C固态光源的关键。目前,研究小组正在开展进一步的合作研究,以实现持续室温深紫外激光,进而开发深紫外半导体激光产品。深紫外半导体激光器有望用于医疗杀菌消毒,牛皮癣等皮肤疾病治疗以及气体和DNA分析。 据悉,该研究已于2019年10月发表在《应用物理快报》(Applied Physics Express)期刊上。(编译:LEDinside Janice)        

    时间:2020-04-30 关键词: 紫外光 激光二极管

  • 泰克全新双通道万用表,融汇行业所需的高密度与领先性

    适用于大批量生产测试的全新吉时利DMM7512,两台7位半采样万用表, 1U机架节省空间 泰克科技公司日前宣布推出吉时利DMM7512双通道7位半采样万用表,把两台独立且相同的数字万用表放入一个1U高、全机架宽的瘦身版机箱中,大大节省了空间。由于同时融汇了行业领先的密度和性能,DMM7512特别适合各种苛刻的大批量制造测试应用,这些应用在测量容量、性能和紧凑空间方面均有很高的要求。 随着容量和需求攀升,生产产品和元器件的制造商(如3D传感激光二极管、移动设备、汽车传感器和物联网设备等产品和元器件的制造商)需要最大限度地降低测试成本,最大限度地减少测试设备数量,最大限度地降低占用的车间和机架空间。同时,他们也要保证充足的测试容量和性能,满足生产要求。目前,所有其他7位半高精度数字万用表都很难满足这些要求,这些DMM在一个2U高、半机架宽的机箱中只提供了一条通道。 “测试工程师面临着日益棘手的挑战,他们不仅需要降低成本并最大化产能,还需要测试设备拥有足够的性能和灵敏度来测试如今的低功耗器件和产品。”泰克科技公司吉时利产品线副总裁兼总经理Lori Kieklak说,“这款全新瘦身版仪器以其出色的精度和卓越的测量灵敏度、高采样率和内置智能功能填补了市场空白,既提供了广大客户所需的高密度测试解决方案,同时又不会降低测量性能。” DMM7512不再需要单独的仪器捕获波形参数,它使测试工程师可以捕获瞬态信号和波形,包括小信号波形,比如电池漏电流,它拥有1Msample/s、18位模数转换器,支持1µV的电压灵敏度和0.1nA的电流灵敏度。每台DMM能够存储2750万个带时间标记的读数,可以捕获波形的完整廓线并触发各种参数。 对于低功率元件的直流测量,DMM7512提供10nV、0.1µΩ和1pA灵敏度。它支持高精度、低电阻测量,带偏移补偿欧姆、四线测量及干电路测量。它可以最大限度地提高测试不确定性,实现更高质量的控制功能,其一年DC电压精度可达14ppm。 对生产环境,DMM7512使用嵌入式测试脚本处理器(TSP)执行测试脚本,缩短了测试时间。这节省了PC命令通信时间,PC无需在每次仪器操作时都发送一条命令。此外,DMM7512中的一台DMM可以方便地设置成主控制器,以执行测试程序并通过吉时利的TSP-Link仪器到仪器接口控制其他仪器。 供货情况和定价 吉时利DMM7512双通道7位半采样万用表现已在全球范围内供货。

    时间:2018-11-23 关键词: 泰克 万用表 激光二极管

  • 激光二极管测试

    脉冲调制LIV(光-电流-电压)激光二极管测试是2520INT/2520组合的典型应用。为了得到LIV曲线,对激光驱动电流(I)进行扫描,并测量激光器的光输出(L)以及电压降(V)。通过LIV曲线可以得到激光器的几个重要性能特性,包括阈值电流以及在光输出明显增加时的精确注入电流值。这标志着激励发射或激光发射动作的开始。阈值电流随着温度的增加而增加。激光器的斜坡效率(ΔL/ΔI) 是信息的另一个重要组成部分。人们总是期望在注入电流少量增加时,激光器的光输出能够大幅增加。遗憾的是,光输出随着温度而下降,因此,斜坡效率在较高温度也出现下降。这使得对于非连续波模式下的二极管激光器进行测试时,热量控制成为必须。确保激光器输出为线性且无扭结,是LIV测试的另一个重要目的。扭结是在LI曲线斜率中出现的小型陡凸和不连续变化。制造商根据LI曲线线性和无扭结来确定激光器最大输出功率额定值。重要的是,在生产阶段初期,在添加有源制冷装置之前,就要得到激光二极管的LIV特性曲线。通过对LIV进行脉冲而非连续波扫描,可以消除激光器芯片的自热。从图1可以看出,测量得到的光电流下降,因此,在连续波模式(无有源制冷)下的光功率比脉冲模式下的光功率要低,特别是在驱动电流较高时更是如此。图1 以连续波(直流)和脉冲模式扫描的非制冷激光器LI曲线。由于结自热导致输出功率下降,在较高驱动电流时更加明显。即使在光电探测器没有校准或者只能测量部分光功率时,也可以探测阈值电流值和扭结的出现。不过,激光器的斜坡效率以及最大无扭结功率输出确实要求对探测器进行校准,并要求探测器必须将发出的所有辐射都计算在内。

    时间:2018-09-28 关键词: 光电探测器 激光二极管

  • 瞄准汽车激光雷达!ams将利用激光二极管拓展汽车市场

    据麦姆斯咨询报道,奥地利芯片制造商艾迈斯半导体(ams)因跻身苹果供应链,为iPhone X和iPhone 8等提供多款传感器而名声大噪,近日宣布将进一步向快速发展的自动驾驶汽车所用的传感器业务进军。这家在瑞士上市的公司已经开发的传感器可以用于地图绘制、自动驾驶汽车的换档控制器和底盘。     2018年3月7日,瑞萨电子在加拿大安大略省斯特佛德小镇测试车道上的自动驾驶汽车配备了足够的摄像头和传感器 ams的首席执行官Alexander Everke在7月24日的电话会议上表示,“市场对汽车解决方案的强烈需求吸引我们将其纳入ams的产品线。ams已经与全球自动驾驶平台上‘先驱’企业展开合作,并吸引了汽车车内监控解决方案的其他合作伙伴。”Alphabet公司的自动驾驶汽车部门Waymo、通用电气公司旗下的Cruise,以及某些德国汽车制造商如大众、奥迪等均符合发言中“先驱”的描述。     ams的首席执行官Alexander Everke ams未向外界透露公司在汽车电子领域的盈利情况,但在前六个月的销售额中,汽车、工业和医疗占比27%,销售额为6.86亿美元。 打造一站式传感器平台 汽车制造商需要多颗传感器以帮助汽车在行驶时实现人眼和其他感官所完成的功能。因此,分析师认为ams是一家关注先进传感器产品线的公司,这主要得益于Alexander Everke在过去几年的并购狂潮。自2016年3月出任ams的首席执行官以来,将不需要的部门出售,同时并购了几家利基企业,旨在建立一站式传感器平台。 在汽车产业中,ams的目标是利用超快高效的激光二极管来进行市场拓展,这些激光二极管主要指用于自动驾驶汽车激光雷达(LiDAR)的垂直腔面发射激光器(VCSEL)。据麦姆斯咨询报道,激光雷达技术已经应用于航天航空、科技考古、建筑测量、风电行业等多种领域,目前正面临着巨大机遇:自动驾驶对激光雷达的渴求。Yole预计全球汽车激光雷达市场将在2023年达到50亿美元,到2032年将达到280亿美元。 ams正与制造商讨论可以检测驾驶员的手是否放在方向盘上的新传感器。Everke认为这项功能对市场非常有吸引力,“更重要的是,我们看到了这一功能将成为强制规定。”

    时间:2018-07-27 关键词: ams 汽车激光雷达 激光二极管

  • 夏普今年10月量产业界最高光输出的绿色激光二极体

    转投资的夏普(Sharp)14 日发新闻稿宣布,将在今年 10 月上旬开始量产实现业界最高光输出的绿色激光二极体(LD,Laser Diode)新产品,月产量目标为 50 万个,且将在今年 8 月上旬进行样品出货、样品价为 10,800 日元。 夏普此次将量产的绿色激光二极体的光输出达 130mW,较夏普现行产品提高 3.3 倍,波长为 520nm。光输出越高越能增加色彩的鲜艳度。     夏普于 2017 年 11 月开始量产绿色激光二极体,当时量产的产品光输出为 30mW、波长为 515nm。光的三原色为红色、蓝色和绿色,除了绿色激光二极体,夏普也提供红色和蓝色产品。 夏普指出,激光二极体可作为抬头显示器(HUD)、头戴显示器(HMD,Head Mounted Displays)等激光显示器的光源使用、用途正持续扩大。 日经新闻报导,激光二极体目前主要应用于投影机,不过在车用等需求加持下,今后激光二极体市场有望呈现大幅度扩大。据夏普指出,采用激光二极体的显示器市场规模 2018 年约 260 亿日元,不过今后在车用等需求加持下,预估 2025 年将扩大至 4.45 万亿日元。 夏普激光事业部部长田中智毅指出,「和现行 HUD 相比,采用激光方式的 HUD 可变得更小、因此有望呈现普及。目标最快在 2023 年将车用产品实用化」。 夏普社长戴正吴于 2017 年 9 月 8 日在给员工的信件指出,「决定对激光二极体事业进行设备投资、今后将进一步加强对关键技术的投资」;夏普干部表示,「投资金额可能将超过 100 亿日元」。 日本 LED 大厂日亚化学工业(Nichia Corporation)2017 年 6 月 1 日宣布,计划在 2020 年结束前投资约 220 亿日元,在现行本社工厂厂区内兴建新厂房,生产可使用于投影机光源、内视镜、汽车头灯等用途的激光二极体(LD、Laser Diode),目标在 2020 年将 LD 产量提高至现行的 3 倍以上。

    时间:2018-06-15 关键词: 夏普 激光二极管

  • 电信系统中的TEC控制器应用

    简介 在光纤电信系统中,激光二极管用作发送信号的发射激光器,以及掺铒光纤放大器(EDFA)和光放大器(SOA)的泵激光器。在这些应用中,激光器的特性(包括波长、平均光功率、效率和消光比)必须保持稳定以确保电信系统的整体性能良好。然而,这些特性取决于激光器的温度:只要温度发生漂移,波长就会改变,转换效率将会降低。要求的温度稳定性介于±0.001°C至±0.5°C,具体数值视应用而定。 为了控制温度,需要一个由热敏电阻、热电冷却器(TEC)和TEC控制器组成的环路。热敏电阻的阻值与温度成比例变化(反比或正比,取决于热敏电阻类型),当配置为分压器时,可利用它来将温度转换为电压。TEC控制器将该反馈电压与代表目标温度的基准电压进行比较,然后控制流经TEC的电流,从而调整 TEC传输的热量。 上述系统的一般框图如图1所示。激光二极管、TEC和热敏电阻位于激光模块内部。TEC控制器ADN8833或ADN8834读取热敏电阻的反馈电压,并向TEC提供驱动电压。使用微控制器监测和控制热环路。注意,热环路也可以在模拟电路中构建。ADN8834内置两个零漂移斩波放大器,可将其用作 PID补偿器。 本文将说明电信系统中激光二极管热控制系统的组成,并介绍主要器件的关健规格。本文的目的是从系统角度阐述各项设计考虑,为设计人员构建一个具有良好温度控制精度、低损耗、小尺寸的高性能系统提供全局性指南。   图1.激光模块的温度控制系统 TEC:热电冷却技术 热电冷却器包括两片表面陶瓷板,其间交替放置P型和N型半导体阵列,如图2所示。 当电流流经这些导体时,热量将在一端吸收并在另一端释放;当电流方向相反时,热传输也会反向。该过程称为珀尔帖效应。N型半导体中的载流子是电子,因此,其载流子和热量从阳极流向阴极。对面的P型半导体具有空穴载流子,热量也沿相反方向流动。   图2.带散热器的TEC模块 取一对P-N半导体对,用金属板将其连接起来,如图3所示;当电流流过时,热量将沿一个方向传输。 改变直流电压的极性可改变热传输方向,传输的热量与电压幅度成比例。由于既简单又鲁棒,热电冷却被广泛用于电信系统的热调理。   图3.珀尔帖效应:P-N半导体对的热流 选择TEC模块 选择TEC模块时,需要考虑系统中的许多因素,如环境温度、对象目标温度、热负荷、电源电压和模块的物理特性等。必须认真评估热负荷,确保所选TEC 模块有足够的容量来将热量从系统泵出以维持目标温度。TEC模块制造商在数据手册中通常会提供两条性能曲线。一条曲线显示电源电压范围内不同温差(ΔT) 下的热传输容量,另一条曲线显示电源电压和ΔT的不同组合所需要的冷却/加热电流。设计人员可以估计模块的功率容量,确定它能否满足特定应用需要。 TEC控制器操作和系统设计 为了利用TEC补偿温度,TEC控制器应能根据反馈误差产生可逆差分电压,并提供适当的电压和电流限值。图4为ADN8834的简化系统框图。主要功能模块包括温度检测电路、误差放大器和补偿器、TEC电压/电流检测和限值电路、差分电压驱动器。   图4.单芯片TEC控制器ADN8834功能框图 差分电压驱动器 TEC控制器输出一个差分电压,使得通过TEC的电流可以带走连接到TEC的对象的热量,或者平稳地变为相反极性以加热该对象。电压驱动器可以是线性模式、开关模式或混合电桥。线性模式驱动器更简单且更小,但效率不佳。开关模式驱动器具有良好的效率——高达90%以上——但输出端需要额外的滤波电感和电容。ADN8833和ADN8834使用混合配置,含有一个线性驱动器和一个开关模式驱动器,体积较大滤波元件的数量减半,同时能够保持高效率性能。 电压驱动器设计对控制器至关重要,因为它占用了大部分功耗和电路板空间。优化的驱动器级有助于最大程度地缩减功率损耗、电路尺寸、散热器需求和成本。 利用NTC热敏电阻检测温度 图5显示了负温度系数(NTC)热敏电阻在温度范围内的阻抗。由于它与温度具有相关性,因此可将其连接为分压器,从而将温度转换为电压。典型连接如图 6所示。当RTH随温度而变化时,VFB也会变化。增加一个Rx与热敏电阻串联,便可相对于VREF将温度电压传递函数线性化,如图7所示。必须将其与模块壳内部的激光器紧密耦合,隔绝外部温度波动影响,使其能精确检测温度。   图5.NTC阻抗与温度的关系曲线   图6.NTC热敏电阻连接为分压器以将温度转换为电压   图7.VFB与温度的关系 误差放大器和补偿器 模拟热反馈环路包括两级,由两个放大器构成,如图8所示。第一个放大器接受热反馈电压(VFB),将该输入转换或调节为线性电压输出。此电压代表对象温度,馈入补偿放大器中,与温度设定电压进行比较,产生一个与二者之差成比例的误差电压。第二个放大器通常用来构建一个PID补偿器,后者包括一个极低频率极点、两个不同的较高频率零点和两个高频极点,如图8所示。[!--empirenews.page--] PID补偿器可通过数学方法或经验方法确定。要从数学上模拟热环路,需要TEC、激光二极管、连接器和散热器的精确热时间常数,这不太容易获得。利用经验方法调谐补偿器更为常见。通过假定温度设定端具有某个阶跃函数并改变目标温度,设计人员可以调整补偿网络,使TEC温度的建立时间最短。 激进补偿器会对热扰动快速作出反应,但也很容易变得不稳定,而保守补偿器建立得较慢,但能耐受热扰动,发生过冲的可能性更小。系统稳定性和响应时间之间必须达到平衡。   图8.使用ADN8834内部两个斩波放大器的热反馈环路图 TEC控制器系统的关键性能 温度调节精度 有时候,即便PID补偿器设计得当,稳态误差仍会存在。下面是可能引起该误差的几个因素。 ? TEC热功率预算:设计该系统时,TEC和电源电压是最先选定的事情。然而,由于热负荷不容易估计,选择可能不正确。某些情况下,若将最大功率应用于 TEC但仍不能达到目标温度,可能意味着热功率预算不足以处理热负荷。提高电源电压或挑选具有更高功率额定值的TEC可解决这个问题。 ? 基准电压源一致性:基准电压源会随温度和时间而漂移,对于闭合热环路,这通常不是问题。但是,尤其是在数字控制系统中,TEC控制器和微控制器的基准电压源可能有不同的漂移,引起补偿器不会察觉的误差。建议这两个电路采用相同的基准源,用具有较高驱动能力的电压覆盖另一电压。 ? 温度检测:为使温度误差最小,精确检测负载温度非常重要。任何来自反馈的误差都会进入系统,补偿器同样不能纠正这种误差。使用高精度热敏电阻和自稳零放大器可避免误差。热敏电阻的布置也很重要。确保将它安装到激光器上,以便能够读取我们要控制的实际温度。 效率 TEC控制器的大部分功耗是由驱动器级消耗的。在ADN8833/ADN8834中,线性驱动器的功耗可根据输入至输出压降和负载电流直接得出。开关模式驱动器的损耗较为复杂,大致可分解为三部分:传导损耗、开关损耗和转换损耗。传导损耗与FET的RDSON和滤波电感的直流电阻成比例。选择低电阻元件可降低传导损耗。开关损耗和转换损耗高度依赖于开关频率。频率越高,损耗越高,但无源元件尺寸可减小。为实现最优设计,必须仔细权衡效率与空间。 噪声和纹波 ADN8833/ADN8834中的开关模式驱动器以2 MHz频率切换,快速PWM开关时钟沿包含很宽的频谱,会在TEC端产生电压纹波,并且在整个系统中产生噪声。增加适当的去耦和纹波抑制电容可降低噪声和纹波。 对于开关模式电源常用的降压拓扑,电源电压轨上的纹波主要由PWM FET斩波的断续电流所引起。并联使用多个SMT陶瓷电容可降低ESR(等效串联电阻)并在局部给电源电压去耦。在开关模式驱动器输出节点,电压纹波由滤波电感的电流纹波引起。为抑制此纹波,应在驱动器输出端到地之间并联使用多个SMT陶瓷电容。纹波电压主要由电容ESR与电感纹波电流的乘积决定:ΔV_TEC = ESR × ΔI_L并联使用多个电容可有效降低等效ESR。 结论 设计电信系统中激光二极管的TEC控制器系统是一项很复杂的工作。除了热精度方面的挑战之外,封装尺寸通常非常小,功耗容差也很低。一般而言,设计精良的TEC控制器应具备如下优点: ? 精准温度调节 ? 高效率 ? 板尺寸很小 ? 低噪声 ? 电流和电压监控与保护

    时间:2016-09-22 关键词: 温度控制 驱动开发 激光二极管

  • Intersil推用于汽车平视显示器的高性能激光二极管驱动器

    Intersil推用于汽车平视显示器的高性能激光二极管驱动器

    2016年6月1日,创新电源管理与精密模拟解决方案领先供应商Intersil公司宣布,推出用于汽车平视显示器(HUD)系统的激光二极管驱动器 -- ISL78365。此款高度集成的器件可驱动四个高强度激光二极管的高达750mA的最大电流,用于将全高清(full-HD)彩色视频投射于挡风玻璃上,其电流是竞争对手解决方案的近两倍。ISL78365所具备的更大电流和更快的开关速度使其可以帮助HUD实现高分辨率、高色彩深度和高帧率投射。   激光HUD是高级驾驶辅助系统(ADAS)领域的最新创新成果。汽车的HUD系统将速度、警告信号和其他关键的车辆及导航信息投射于驾驶员视线范围内的挡风玻璃上,有助于驾驶员将注意力集中在路面情况,确保行车安全。新一代增强现实激光HUD提供近乎于零的延时和宽广的视野。它们还可叠加更多实时信息,如:交通标志和预计的转向车道、在前方道路上虚拟地标注箭头和标线,使导航方向一目了然并易于沿行。 四通道ISL78365是用于驱动下一代汽车采用的扫描式MEMS激光投射系统中的激光器的完整解决方案。它是业内唯一具有四个通道的激光器驱动器,可支持种类广泛的激光二极管配置,使系统设计工程师能够实现需要的强度和具有高对比度的清晰、丰富的色彩。ISL78365提供低于1.5纳秒的上升和下降时间,其开关速度快于竞争对手的器件,从而实现高帧率高清彩色视频。另外,该器件还提供10-bit色彩及10-bit缩放分辨率,以支持每个驱动器通道所需要的广泛的对比度等级。同时,其灵活的同步并行视频接口支持最大150MHz像素速率或每行1900像素。 ISL78365的动态电源管理功能可优化激光二极管电源,并提供三种省电模式,以提高效率和降低功率耗散,从而满足系统散热需求。可编程的多相归零(RTZ)功能可减小散斑,器件的可润湿侧翼QFN封装可方便其集成到紧凑的激光投射HUD系统中。 Intersil公司精密产品高级副总裁Philip Chesley表示:“无论从分辨率、色彩深度还是帧率来衡量,ISL78365向汽车制造商提供的HUD解决方案都近乎完美。我们功能丰富的激光二极管驱动器可将系统尺寸缩到最小,并将复杂性降到最低,同时提供显著高于竞争对手产品的性能。” 主要特性和规格 每通道最大750mA峰值电流输出 快速输出开关速度,1.5纳秒典型脉冲上升/下降时间,保证像素清晰 支持150MHz最大输出像素时钟 激光器电压采样器带有集成式动态功率优化控制器,用以节省系统电力 灵活的数据顺序支持多个RGB激光二极管 消隐时间功率降低可减小激光二极管驱动器电流消耗 可编程多相RTZ帮助实现最大灵活性和减小散斑 单路3.3V电源和1.8V视频接口帮助实现低功耗工作 3线串行外设接口 AEC-Q100 Grade-1认证,工作温度范围-40°C至+125°C 可润湿侧翼QFN封装允许对焊点进行光学检查,以降低制造成本 ISL78365可与ISL78206 2.5A同步降压稳压器、ISL78201 2.5A同步升压/降压稳压器、ISL78233 3A同步降压稳压器、ISL78302双路302 mA LDO和ISL29125数字式RGB彩色光传感器结合使用,提供用于车载平视显示器(HUD)的完整电源系统。 供货 四通道ISL78365激光二极管驱动器现已供货,产品采用6mm x 6mm 40引线WFQFN封装。

    时间:2016-06-06 关键词: intersil 驱动器 汽车平视 激光二极管

  • 激光二极管的简单检测

     激光二极管工作时发出的红光波长大约在600nm左右,可用于激光打印机、CD机、条形码阅读器等设备上。激光二极管的符号如附图所示。从图中可知,激光二极管由两部分构成,一部分是激光发射部分LD,另一部分为激光接收部分PD。LD和PD两部分又有公共端点b,公共端一般同管子的金属外壳相连,所以激光二极管实际上只有三个脚a、b、c。检测和判断激光二极管可按如下三个步骤进行。 1.区分LD和PD。 用万表的R×1k挡分别测出激光二极管三个引脚两两之间的阻值,总有一次两脚间的阻值大约在几千欧姆左右,这时黑表笔所接的一端是PD阳极端,红表笔所接的引脚为公共端,剩下的一个引脚为LD阴极端,这样就区分出了PD部分(图中的bc部分)和LD部分(图中的ab部分)。 2.检测PD部分。 激光二极管的PD部分实质上是一个光敏二极管,用万用表检测方法如下:用R×1k挡测其阻值,若正向电阻为几千欧姆,反向电阻为无穷大,初步表明PD部分是好的;若正向电阻为0或为无穷大,则表明PD部分已坏。若反向电阻不是无穷大,而有几百千欧或上千千欧的电阻,说明PD部分已反向漏电,管子质量变差。 3.检测LD部分。 用万用表的R×1k挡测LD部分的正向阻值,即黑表笔接公共端b,红表笔接a脚,正向阻值应在10kΩ~30kΩ之间,反向阻值应为无穷大。若测得的正向阻值大于55kΩ,反向阻值在100kΩ以下,表明LD部分已严重老化,使用效果会变差。

    时间:2015-03-28 关键词: 激光二极管

  • AMETEK Sorensen针对激光二极管测试的解决方案

     在切割、焊接、通信等行业中,半导体激光二极管被越来越多地广泛应用,逐步替代了传统的激光器,因为激光二极管通常具有效率高、体积小、寿命长等优点。 激光二极管实现稳定的光输出有两个常用的模式,恒功率模式和恒流模式。一般在测试时选择恒流模式,因为恒流模式提供了更快的控制回路和精准的电流环境,便于准确地监测电流。这种测试方法需要一个源来提供脉冲或可变占空比的电流信号,要求测试设备的动态响应必须精确可控,电流上升和下降的速度要足够快,电流过冲要尽可能小,最好是达到忽略不计的程度。 但是,通常情况下客户会尝试使用常规的高功率直流电源来供给激光二极管测试所需的能量,但由于常规的直流电源本质上是电压源,其工作于恒流模式时输出电流的上升和下降速率是有限的,往往无法满足激光二极管测试的所需。且其要达到设计指标的瞬态响应性能需要指定在 30%到50%的负载变化,考虑到固有的能量存储在其输出滤波电容器,通常至少要求有50%的初始载荷。而这些电源提供的电流变化斜率在理想情况下也往往只有几十安培每毫秒的量级,距离激光二极管测试的要求相差甚远。所以,我们需要一台高功率的电流源来产生这些快速的电流脉冲给激光二极管来完成测试。 阿美特克旗下Sorensen品牌的SFA系列电源正是这样一种独特的产品,是专门为高功率激光驱动器应用设计的快速瞬态响应的电流源产品,给客户此类测试提供了良好的解决方法。 SFA电源的电流变化速率要远远高于市场上其他电源,原因在于其使用的电流放大器带宽远高于其他,其输出滤波电容减少了10000多倍。可以实现激光二极管测试要求的测试电流从零开始在极短时间内上升到很高数值的要求。 我们使用一台SFA60V/83A/5KW电源来进行一些验证性的测试,测试回路见图1,以证明SFA是针对这类测试的最好的解决方案。电源使用恒流模式,使用外部脉冲发生器作为模拟量程控源控制SFA输出所需的脉冲电流。这个测试方案的操作很简单,但要考虑到电缆的长度,应尽可能的短,以减小引线电感对电流斜率的影响。我们使用示波器来抓取上升和下降时间这些关键参数。 图1,SFA60/83电流源和激光二极管负载 图2,二极管VI曲线 图3,二极管电压(顶部),二极管电流(中间),程控信号(底部) 100Hz,10%占空比,50%电流编程,电流输出上升时间与电压上升时间有关,但是要远远快于电压的下降时间因为其被二极管导通电压箝位,因此电流的波形基本吻合程控信号。 图4,二极管电流(顶部)和程控信号(底部) 100Hz,10%占空比,25%电流编程输出。 电流和程控信号十分类似。 图5,二极管电流(顶部)和程控信号(底部) 100Hz,10%占空比,60%电流编程输出。 电流和编程信号十分类似。 图6,二极管电流(顶部)和程控信号(底部) 500Hz,50%占空比,25%电流编程输出。 电流和程控信号十分类似。 图7,二极管电流(顶部)和程控信号(底部) 500Hz,50%占空比,50%电流编程输出。 电流和程控信号十分类似,有50μs延时。注意此时并无过冲。 图8,二极管电流(顶部)和程控信号(底部) 500Hz,50%占空比,100%电流编程输出 电流和程控信号十分类似,有50μs延时。此时有大约10%的过冲,因为其已经输出最大值电流。 图9,二极管电流(顶部)和程控信号(底部) 1kHz,20%占空比,50%电流编程输出 电流和程控信号仍然比较接近,有50μs延时。 图10,二极管电流(顶部)和程控信号(底部) 1kHz,6%占空比,50%电流编程输出。 由于脉宽很窄,电流并未达到设定的峰值。 图11,二极管电流(顶部)和程控信号(底部) 1kHz,30%占空比,100%电流编程输出。 由于固有的延时和电流上升时间,输出电流在脉冲波形结束前约50μs刚刚达到设定的峰值。 图12,二极管电流(顶部)和程控信号(底部) 1kHz,5%占空比,100%电流编程输出。 由于固有的延时和电流上升时间,输出电流并未能够在脉冲波形结束前达到设定的峰值。 图13,二极管电流(顶部)和编程信号(底部),10个二极管的情况 500Hz,50%占空比,50%电流编程输出 输出电流和编程信号依然相符,但是相较于图7的40个二极管时的情况会有一些轻微的过冲,下降时间也有所延长。 图14,二极管电流(顶部)和编程信号(底部),2个二极管的情况 288Hz,25%占空比,100%电流编程输出 输出电流和编程信号依然相符,但是相较于图13的10个二极管时的情况会有一些更多的过冲,下降时间也显著延长。 图15 电压上升和下降时间,二极管和电压下降(2,20,40二极管) 总结 从以上测试结果可以看出,使用一个具备高斜率电流变化能力的电流源去完成激光二极管测试是一个非常适当的方案。它可以实现在微秒数量级的时间内电流的快速上升和下降。SFA能够提供非常良好的响应速度和保真度,除非脉宽降低到了非常低的程度。只有当脉冲宽度降低到200μs以下时,由于电源固有的上升和下降速率,其能够达到的电流峰值会随着脉宽时间减少而减少。由图15可以看到,增加二极管数量,电流上升时间也略有增长,这是由于和电压上升时间有所关联。另外请注意电流下降时间会随着二极管数量的减少而急剧增加。对于低脉冲宽度的情况,由于所需电流增大,我们会推荐更大电流值的SFA型号。SFA系列产品涵盖了功率从5W到30KW,电压从60到160VDC的范围,其输入电压则提供了三相交流208V,400V和480V三种选择。

    时间:2015-03-05 关键词: 激光二极管

  • 基于激光二极管的智能循迹小车的硬件设计

    摘要 介绍了一种基于红外激光二极管的智能循迹模型车硬件系统的设计方法。该系统以MC9S12XS128为控制核心,采用红外激光二极管及红外接收传感器采集路径信息,同时应用内部集成H桥电路的MC33886芯片进行电机驱动,并运用LM331芯片来设计测速电路。此系统可对采集到的路径信息及反馈的车速数据进行分析和处理,能及时控制舵机转向和调整电机转速,从而实现小车的自动循迹功能。 关键词 路径识别;智能车;红外激光二极管;MC33886;自动循迹     全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛是在规定的模型汽车平台上,使用飞思卡尔半导体公司的8位、16位微控制器作为核心控制模块,通过增加道路传感器、电机驱动电路以及编写相应软件,制作一个可自主识别道路的模型汽车,按照规定路线行进,完成时间最短者为优胜。该竞赛涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机和机械等多个学科的内容。文中基于此竞赛为背景,设计了一套智能车控制系统。本系统针对智能车的路径检测,提出了一种基于激光强反射原理的实现方案,实现了高精度的路径检测效果。该系统利用MC9S 12XS128控制器,对红外接收传感器采集到的道路黑色引导线的信息与测速模块反馈的车速信息进行分析并处理,然后根据道路前方黑色引导线距车体中心线之间的偏差,分别送出控制信号给转向舵机和电机驱动模块,进而控制车辆实现快速稳定的自主循迹行驶。 1 系统硬件总体设计方案     该系统硬件设计主要由MC9S12XS128控制核心、电源管理模块、激光发射及接收模块、舵机控制模块、直流电机驱动模块、车速检测模块、串口及调试接口模块、数码开关与LED指示模块等组成,整个系统构成一个速度闭环控制系统,其结构如图1所示。图中,拨码开关及LED指示模块主要用于选择车辆的运行模式,即可在程序中实现几种运行的算法,而通过拨码开关便可实现快速切换,以适应不同的运行环境。 2 核心控制主板设计     系统的核心控制板是MC9S12XS128的最小硬件系统。其是由MC9S12XS128芯片、时钟晶振电路、复位电路、BDM接口电路、RS232串口电路、滤波电容、电感及接插件等构成。该S12XS系列单片机是在S12XE系列基础上去掉XGate协处理器的单片机,采用了S12X V2 CPU内核,可运行在40 MHz总线频率上,带有ECC模块、2个SPI模块、2个CAN总线模块。同时2个SCI串行通信模块支持LIN总线,4路外部事件触发中断输入端口,8路16位计数器,8路PWM及16路8位、10位、12位A/D,转换时间为3μs。通过BDM接口可向目标板下载程序,还可完成基本的调试功能,如设置断点、读写内存、读写寄存器、单步执行程序、运行程序、停止程序运行等。另外,通过串口可向PC机上传采集到的路径数据及其他测试数据。 3 各模块电路设计 3.1 电源管理模块     电源模块除了为单片机、传感器、舵机和电机驱动等供电外,还为运算放大器提供正负双电源。因此需提供多种电压值以满足各模块的要求。另外,设计所使用的Ni—cd蓄电池在电量充足时,其空载电压约有8 V,而且随着电池的消耗,电压逐渐降低。另外电机启动及反转制动时的电流过大,也可能将电池电压拉至更低。为避免由于电源电压的不稳定而影响单片机和传感器及其信号放大电路的正常工作,本电源设计使用了DC—DC变换芯片MC34063以及低差压稳压器LM2940和LM2990。通过MC34063输出稳定的+8 V电压给激光发射二极管,再由LM2940将+8 V变压为+5 V给运算放大电路及测速电路提供正电源。而运算放大器的负电源则通过一个自绕的变压器L2感应输出一个-8 V电压,再经过LM2990稳压成-5 V电压供给。MC9S12XS128单片机和红外接收电路所需的+5 V电压则由电池电压直接串入LM2940稳压所得。在Ni—cd蓄电池与电源输入之间还串入了一个共模电感L1作为隔离,由此电机驱动电路便可连接电池两端,从而保证电机的动力,并且有效抑制电机产生的高频干扰串到电源模块中,同时也确保了系统在各种速度下的稳定运行。其电源管理模块电路原理如图2所示。 3.2 红外激光发射及接收模块     包括了红外发射传感器和红外接收传感器两部分。为使小车拥有远瞻及高精度的优势,系统选用红外激光二极管HLD780060H7J作为红外发射传感器。此发射器是一种半导体激光二极管,发出的波长为780 nm,工作电压为DC=2 V,工作电流<125 mA,发射功率可达60 mW,反射效果可满足要求,只需加装一套可聚焦的透镜,其发射能力不但会加强一倍,且还实现了精度可调的功能,需只要对透镜稍作调节即可调整其聚焦精度。而接收器可采用一种高灵敏度硅光敏三极管。本智能车对路径的检测原理是通过红外激光发射管发出的红外光在遇到反光性较强的物体后被反射回来,并被光敏二极管接收,使得光敏二极管的光生电流增大,再将这一变化电流转换为电压信号,由处理器进行A/D转换及比较判断,进而实现反光性不同的两种物体的识别。     具体的红外发射及接收电路原理图如图3所示,图中左半部分为红外激光发射电路。从发射电路图可见,只需一个三极管Q1(N5551)即可直接驱动红外激光二极管HLD780060H7J,其控制信号则是一个频率为40 kHz的调制信号,由控制器产生。图中右边部分为红外接收电路,其红外接收的光敏二极管是一个PN结,需提供一个反偏电压,所以反向连接在电路中。三极管Q1、Q2构成的电路并未起到信号放大的作用,而是使得光敏传感器的工作点因环境光线的变化而变化,从而保证了传感器接收的灵敏度。在一定程度上,起到了对环境光线的自适应作用。在调试过程中,可通过调节可变电阻PR1使得传感器的信号输出最大。放大电路则可采用低噪声的运算放大器TL064来设计,此芯片内部集成了4个运放,可方便地实现信号的滤波及多级放大。将已放大的信号再通过RC积分电路便可产生A/D所要采集的电压。由于飞思卡尔智能车比赛的赛道是由白色泡沫材料及其中心的黑色引导线组成,通过将两者的A/D采样值进行比较,就可识别出黑色引导线。 3.3 RS380直流电机驱动模块     直流电机驱动采用飞思卡尔公司的5 A集成H桥的芯片MC33886。此芯片内置有控制逻辑、电荷泵、门驱动电路以及低导通电阻的MOSFET输出电路,适用于控制感性直流负载。该芯片可提供连续的5 A电流,并集成有过流保护、过热保护和欠压保护电路。通过控制MC33886的4根输入脚(IN1、IN2、D1、D2)可实现电机正转、能耗制动及反接制动。在此应用中,MC33886的作用是将恒定的直流电压调制成频率同定而脉宽可变的PWM脉冲电压序列,从而改变输出的平均电压大小来控制电机转速。为提高对直流电机的控制精度,可将MC9S12XS128单片机内部的PWM2和PWM3两个通道8位寄存器级联成16位寄存器,并从PWM3通道输出接到MC33886的IN1。同理,可将PWM4和PWM5两个通道8位寄存器也级联成16位寄存器,从PWM5通道输出接到MC33886的IN2。通过PWM对MC33886的IN1和IN2的控制,从而实现对电机的四象限运行的控制。而直流电机RS380则直接接入MC33886的输出端OUT1和OUT2。本驱动设计采用了两片MC33886并联使用,一方面减小导通电阻对直流电机特性的影响,增强驱动电机的能力;另一方面可减小MC33886内部过流保护电路对电机启动及制动的影响,且共同分担了发热量,进一步提高了电机驱动的性能。 3.4 车速测速模块     为实现遁迹小车的智能加减速,使车辆高速而平稳地跟踪引导线行驶,则必须对其进行速度检测,使车辆的速度构成一个闭环控制关系。系统的车速检测采用了低成本的槽型光电开关H206与光栅圆盘的组合来实现。其是一种透光式的检测方法,原理如图5所示,当光栅圆盘跟随被测轴旋转时,U1中左边的发光二极管的光线只能通过光栅盘上孔照射到其右边的光电管上;当光电管被照射时,其电阻较小,于是输山一个低电平信号;当光源被圆盘挡住时,则光电管电阻较大,输出端就形成一个高电平信号输出。随后再经过一个南U2构成的电压比较器,便可产生一个标准的矩形脉冲。然而,圆盘上的小孔数目是同定的,即转一周的脉冲个数是同定的。若转速变化则输出的脉冲个数也将发生变化,且该变化是线性的。然后根据v=(N/M)/T(v是转速;N为单位时间T内所产生脉冲个数;M为光栅圆盘上孔的个数;T为单位时间)便可算出被测轴的转速。但为提高测速的效率,系统采用另一种换算方法,就是将脉冲信号转换成电平信号再由单片机A/D采样获得相应的速度值。网中LM331芯片构成一个F/V转换电路。检测脉冲从LM331芯片的6脚输入,由引脚1输出一个电压信号,然后送入单片机A/D采样,不同的采样值对应不同的转速。 3.5 舵机模块及小车的组装     系统设计采用Futaba S3010型舵机,只有3根引接线,分别为地线、电源线和PWM控制线。该舵机的实质是一个位置随动系统,其由舵盘、减速齿轮组、位置反馈电位计、直流电机和控制电路组成,通过内部位置反馈,可使舵盘输出转角正比于其给定的控制信号。即在负载力矩小于其最大输出力矩的情况下,其输出转角将会正比于给定的脉冲宽度。为提高舵机的响应速度,将其工作电压直接连接电池电压7.2 V,并将单片机内部的PWM0和PWM1两路8位输出级联成一个16位的PWM,再由PWM1通道输出给舵机。在实践中,还可通过采取加长舵机力臂增大摆幅的方法进一步提高舵机的响应速度。     图6为本设计智能循迹小车的组装实物图。由于传感器对赛道信息捕获的效果将直接影响智能车的控制策略及其速度。为获得尽量大的前瞻,如图6所示,设计将15个均等间隔排列的激光传感器固定在一个离地面约25 cm的位置,并以58°角射向前方路面,使得小车的前瞻可达40 cm。同时将舵机通过垫板垫高,加长了前轮控制力臂的长度,从而提高了前轮转向的响应速度。并在电机及其驱动MC33886表面均加装了散热器,来提高电机运行的性能。通过科学的硬件设计,与合理的算法,便可让系统对赛道信息进行提前获取并做出即时、正确的决策,从而使车辆做到弯道提前减速,直道提前加速跑出更加节省路程的路径。 4 结束语     文中对基于红外激光二极管的智能循迹小车的硬件系统进行了分析与设计。介绍了智能车的控制器模块、电源管理模块、路径识别模块、电机驱动模块、车速测速模块以及舵机模块等6部分的硬件电路设计,并给出了部分模块的实际电路图。最终展示了智能循迹小车的实物图。实践证明,该车可快速平稳地实现循迹功能。

    时间:2013-08-22 关键词: 硬件设计 智能循迹小车 激光二极管

  • 激光二极管基本工作原理

    一、激光的产生机理   在讲激光产生机理之前,先讲一下受激辐射。在光辐射中存在三种辐射过程,   一时处于高能态的粒子在外来光的激发下向低能态跃迁,称之为自发辐射;   二是处于高能态的粒子在外来光的激发下向低能态跃迁,称之为受激辐射;   三是处于低能态的粒子吸收外来光的能量向高能态跃迁称之为受激吸收。   自发辐射,即使是两个同时从某一高能态向低能态跃迁的粒子,它们发出光的相位、偏振状态、发射方向也可能不同,但受激辐射就不同,当位于高能态的粒子在外来光子的激发下向低能态跃迁,发出在频率、相位、偏振状态等方面与外来光子完全相同的光。在激光器中,发生的辐射就是受激辐射,它发出的激光在频率、相位、偏振状态等方面完全一样。任何的受激发光系统,即有受激辐射,也有受激吸收,只有受激辐射占优势,才能把外来光放大而发出激光。而一般光源中都是受激吸收占优势,只有粒子的平衡态被打破,使高能态的粒子数大于低能态的粒子数(这样情况称为离子数反转),才能发出激光。   产生激光的三个条件是:实现粒子数反转、满足阈值条件和谐振条件。产生光的受激发射的首要条件是粒子数反转,在半导体中就是要把价带内的电子抽运到导带。为了获得离子数反转,通常采用重掺杂的P型和N型材料构成PN结,这样,在外加电压作用下,在结区附近就出现了离子数反转—在高费米能级EFC以下导带中贮存着电子,而在低费米能级EFV以上的价带中贮存着空穴。实现粒子数反转是产生激光的必要条件,但不是充分条件。要产生激光,还要有损耗极小的谐振腔,谐振腔的主要部分是两个互相平行的反射镜,激活物质所发出的受激辐射光在两个反射镜之间来回反射,不断引起新的受激辐射,使其不断被放大。只有受激辐射放大的增益大于激光器内的各种损耗,即满足一定的阈值条件: P1P2exp(2G - 2A) ≥ 1 (P1、P2是两个反射镜的反射率,G是激活介质的增益系数,A是介质的损耗系数,exp为常数),才能输出稳定的激光,另一方面,激光在谐振腔内来回反射,只有这些光束两两之间在输出端的相位差Δф =2qπ q=1、2、3、4。。。。时,才能在输出端产生加强干涉,输出稳定激光。设谐振腔的长度为L,激活介质的折射率为N,则 Δф=(2π/λ)2NL=4πN(Lf/c)=2qπ, 上式可化为f=qc/2NL该式称为谐振条件,它表明谐振腔长度L和折射率N确定以后,只有某些特定频率的光才能形成光振荡,输出稳定的激光。这说明谐振腔对输出的激光有一定的选频作用。   二、激光二极管本质上是一个半导体二极管,按照PN结材料是否相同,可以把激光二极管分为同质结、单异质结(SH)、双异质结(DH)和量子阱(QW)激光二极管。量子阱激光二极管具有阈值电流低,输出功率高的优点,是目前市场应用的主流产品。同激光器相比,激光二极管具有效率高、体积小、寿命长的优点,但其输出功率小(一般小于2mW),线性差、单色性不太好,使其在有线电视系统中的应用受到很大限制,不能传输多频道,高性能模拟信号。在双向光接收机的回传模块中,上行发射一般都采用量子阱激光二极管作为光源。   半导体激光二极管的基本结构如图所示,垂直于PN结面的一对平行平面构成法布里——珀罗谐振腔,它们可以是半导体晶体的解理面,也可以是经过抛光的平面。其余两侧面则相对粗糙,用以消除主方向外其它方向的激光作用。   半导体中的光发射通常起因于载流子的复合。当半导体的PN结加有正向电压时,会削弱PN结势垒,迫使电子从N区经PN结注入P区,空穴从P区经过PN结注入N区,这些注入PN结附近的非平衡电子和空穴将会发生复合,从而发射出波长为λ的光子,其公式如下: λ = hc/Eg (1) 式中:h—普朗克常数; c—光速; Eg—半导体的禁带宽度。   上述由于电子与空穴的自发复合而发光的现象称为自发辐射。当自发辐射所产生的光子通过半导体时,一旦经过已发射的电子—空穴对附近,就能激励二者复合,产生新光子,这种光子诱使已激发的载流子复合而发出新光子现象称为受激辐射。如果注入电流足够大,则会形成和热平衡状态相反的载流子分布,即粒子数反转。当有源层内的载流子在大量反转情况下,少量自发辐射产生的光子由于谐振腔两端面往复反射而产生感应辐射,造成选频谐振正反馈,或者说对某一频率具有增益。当增益大于吸收损耗时,就可从PN结发出具有良好谱线的相干光——激光,这就是激光二极管的简单原理。   随着技术和工艺的发展,目前实际使用的半导体激光二极管具有复杂的多层结构。   常用的激光二极管有两种:①PIN光电二极管。它在收到光功率产生光电流时,会带来量子噪声。②雪崩光电二极管。它能够提供内部放大,比PIN光电二极管的传输距离远,但量子噪声更大。为了获得良好的信噪比,光检测器件后面须连接低噪声预放大器和主放大器。   半导体激光二极管的工作原理,理论上与气体激光器相同。   激光二极管本质上是一个半导体二极管,按照PN结材料是否相同,可以把激光二极管分为同质结、单异质结(SH)、双异质结(DH)和量子阱(QW)激光二极管。量子阱激光二极管具有阈值电流低,输出功率高的优点,是目前市场应用的主流产品。同激光器相比,激光二极管具有效率高、体积小、寿命长的优点,但其输出功率小(一般小于2mW),线性差、单色性不太好,使其在有线电视系统中的应用受到很大限制,不能传输多频道,高性能模拟信号。在双向光接收机的回传模块中,上行发射一般都采用量子阱激光二极管作为光源。   半导体激光二极管的常用参数有:   (1)波长:即激光管工作波长,目前可作光电开关用的激光管波长有635nm、650nm、670nm、690nm、780nm、810nm、860nm、980nm等。   (2)阈值电流Ith :即激光管开始产生激光振荡的电流,对一般小功率激光管而言,其值约在数十毫安,具有应变多量子阱结构的激光管阈值电流可低至10mA以下。   (3)工作电流Iop :即激光管达到额定输出功率时的驱动电流,此值对于设计调试激光驱动电路较重要。   (4)垂直发散角θ⊥:激光二极管的发光带在垂直PN结方向张开的角度,一般在15?~40?左右。   (5)水平发散角θ∥:激光二极管的发光带在与PN结平行方向所张开的角度,一般在6?~ 10?左右。   (6)监控电流Im :即激光管在额定输出功率时,在PIN管上流过的电流。   激光二极管在计算机上的光盘驱动器,激光打印机中的打印头等小功率光电设备中得到了广泛的应用。

    时间:2012-07-18 关键词: 原理 基本工作 激光二极管

  • Sony发布全球首见纯绿色激光二极管

    根据Sony于21日透过官网发布的资料指出,该公司已和住友电工完成一项全球首见的创举,成功研发出纯绿色雷射二极体(True Green Semiconductor Laser Diode),在波长530nm下,其光输出功率可达100mW以上,且亮度可达现行氮化镓(GaN)系绿色雷射的约2倍、色域范围达NTSC182%(CIE1976)、光电转换效率达8%以上。住友电工于2009年开始单独研发纯绿色雷射二极体,此次则藉由融合Sony于研发蓝光光碟(BD)产品(采用蓝色雷射二极体)所培育的技术,成功提高了纯绿色雷射二极体的亮度。 Sony表示,在光的三原色(红/绿/蓝)中,红色雷射二极体及蓝色雷射二极体已进行量产,绿色雷射二极体主要利用化学材料转换红外光波长而得,但光源过大及价格为其最大课题,而使用GaN系材料的绿色雷射则因波长及光输出功率限定在520nm、数十mW以下,故无法获得充足的亮度。Sony表示,随着上述纯绿色雷射二极体问市,将让三原色的雷射光源全数凑齐,预估将可应用于实现具备高亮度、广色域的雷射投影机或轻小、低耗电力的可携式雷射投影机等用途上。 据外电报导指出,藉着上述纯绿色雷射二极体的问市,可望令可内藏于智慧型手机的微型投影机导入实用化(量产化)。据报导,Sony预估2014年度绿色雷射二极体需求将达约1,000万台、2015年度将进一步扩大至2,000万台,Sony并计划于数年内量产上述纯绿色雷射二极体。据报导,目前ROHM、日亚化及美国厂商也竞相计划将绿色雷射二极体导入量产。 欧司朗光电半导体公司(OSRAM Opto Semiconductors GmbH)曾于2010年年底表示,直接绿色放射雷射(direct green-emitting laser)将在2012年走出实验室进入量产阶段。欧司朗是亚光(3019)客户MicroVision的合成绿色雷射供应商。 MicroVision游戏部门全球产品经理David Lashmet 2010年11月在西雅图扩增实境研讨会(Seattle Augmented Reality Meetup)上指出,预估2012年将可开发出耗电量低于1W、投影影像解析度达1080p、亮度达45流明的微型投影产品。

    时间:2012-06-25 关键词: 发布 sony 激光二极管

  • 激光二极管发射控制的精密方法

    光电二极管 硅光电二极管的结构除P层非常薄外其他与PN结二极管类似。调节P层厚度适合于所检测的光波长。光电二极管也具有电容,电容与所加反向偏置电压成正比,其电型值为2~20pF。光电二极管有两个端:阳极和阴极。二极管可用在正向模式(电流从阳极流向阴极)或反向模式(电流从阴极流向阳极)。当所用光电二极管处于反向模式(阳极负)时,它与给定频率的光照是严格线性关系,这是有利的特性。线性特性使得建造控制电路变得相当容易。 典型设计 图2示出采用运放的电路,用于分析控制环路。此电路驱动1个PNP晶体管,此晶体管为产生光发射的LED提供电流。光发射照射到光电二极管,光电二极管把光发射转换为非常小的电流(通常为10mA)。在这种情况下,二极管用在反向模式,所以在无光呈现时,电流为零,但是光电二极管和放大器中的漏电流(也称之为“暗电流”)是过载。此条件牵引由晶体管基极电阻所限制的电流,开始时晶体管处于饱和状态。一旦电流开始流经晶体管,则LED或激光二极管将开始发射光。光电二极管把此部分光转换为电流,流经RG。随着电压趋于VBIAS(在图2中为地),环路将闭合并保持驱动晶体管的电流来维持LED中的电流以保持恒定光强度(或光电二极管中的电流)。此构成电路DC分析的基础。图3为用NS公司LMV2011精密运放实际实现电路。用NS的LM4041-1.2并联基准产生基准电压,提供固定的1.225V基准电压。设置基准中的电流在10mA左右,这是工作电流的中间值。由两个1%精度电阻器产生VBIAS,其值设置在1V左右。为了计算闭合控制环路中的光电二极管电流,VREF和VBIAS之差除RG。注意,为了此电路工作,VBIAS必须小于VREF。对于10mA光电二极管电流,RG为0.2×10E-6或 20.0KΩ。4.7KΩ电阻器限制PN200A PNP晶体管基极电流,设置在1mA左右。晶体管b值为100左右,所以晶体管可提供的最大电流为100mA左右,这超过了微型SOT-23封装的热耗。为了避免晶体管的热击穿,用与LED或激光二极管串联的电阻器限制晶体管集电极电流。若需要更大电流,则具有较大集电极电流的晶体管应该用较大的封装(如SOT-223)。为限制电路带宽以保持稳定性,用与光电二极管并联的15pF电容器使放大器滚降频率在250KHz左右。 结语 用1个简单的运放电路可以相当容易地产生不同应用所需的精确光强度。如本文所述,甚至随着光发射器的老化,通过调节流经LED的电流,其控制环路仍将保持恒定电平。

    时间:2012-04-05 关键词: 发射 精密方法 激光二极管

  • 激光二极管工作基本原理

     一、激光的产生机理   在讲激光产生机理之前,先讲一下受激辐射。在光辐射中存在三种辐射过程,   一时处于高能态的粒子在外来光的激发下向低能态跃迁,称之为自发辐射;   二是处于高能态的粒子在外来光的激发下向低能态跃迁,称之为受激辐射;   三是处于低能态的粒子吸收外来光的能量向高能态跃迁称之为受激吸收。   自发辐射,即使是两个同时从某一高能态向低能态跃迁的粒子,它们发出光的相位、偏振状态、发射方向也可能不同,但受激辐射就不同,当位于高能态的粒子在外来光子的激发下向低能态跃迁,发出在频率、相位、偏振状态等方面与外来光子完全相同的光。在激光器中,发生的辐射就是受激辐射,它发出的激光在频率、相位、偏振状态等方面完全一样。任何的受激发光系统,即有受激辐射,也有受激吸收,只有受激辐射占优势,才能把外来光放大而发出激光。而一般光源中都是受激吸收占优势,只有粒子的平衡态被打破,使高能态的粒子数大于低能态的粒子数(这样情况称为离子数反转),才能发出激光。   产生激光的三个条件是:实现粒子数反转、满足阈值条件和谐振条件。产生光的受激发射的首要条件是粒子数反转,在半导体中就是要把价带内的电子抽运到导带。为了获得离子数反转,通常采用重掺杂的P型和N型材料构成PN结,这样,在外加电压作用下,在结区附近就出现了离子数反转—在高费米能级EFC以下导带中贮存着电子,而在低费米能级EFV以上的价带中贮存着空穴。实现粒子数反转是产生激光的必要条件,但不是充分条件。要产生激光,还要有损耗极小的谐振腔,谐振腔的主要部分是两个互相平行的反射镜,激活物质所发出的受激辐射光在两个反射镜之间来回反射,不断引起新的受激辐射,使其不断被放大。只有受激辐射放大的增益大于激光器内的各种损耗,即满足一定的阈值条件: P1P2exp(2G - 2A) ≥ 1 (P1、P2是两个反射镜的反射率,G是激活介质的增益系数,A是介质的损耗系数,exp为常数),才能输出稳定的激光,另一方面,激光在谐振腔内来回反射,只有这些光束两两之间在输出端的相位差Δф =2qπ q=1、2、3、4。。。。时,才能在输出端产生加强干涉,输出稳定激光。设谐振腔的长度为L,激活介质的折射率为N,则 Δф=(2π/λ)2NL=4πN(Lf/c)=2qπ, 上式可化为f=qc/2NL该式称为谐振条件,它表明谐振腔长度L和折射率N确定以后,只有某些特定频率的光才能形成光振荡,输出稳定的激光。这说明谐振腔对输出的激光有一定的选频作用。   二、激光二极管本质上是一个半导体二极管,按照PN结材料是否相同,可以把激光二极管分为同质结、单异质结(SH)、双异质结(DH)和量子阱(QW)激光二极管。量子阱激光二极管具有阈值电流低,输出功率高的优点,是目前市场应用的主流产品。同激光器相比,激光二极管具有效率高、体积小、寿命长的优点,但其输出功率小(一般小于2mW),线性差、单色性不太好,使其在有线电视系统中的应用受到很大限制,不能传输多频道,高性能模拟信号。在双向光接收机的回传模块中,上行发射一般都采用量子阱激光二极管作为光源。   半导体激光二极管的基本结构如图所示,垂直于PN结面的一对平行平面构成法布里——珀罗谐振腔,它们可以是半导体晶体的解理面,也可以是经过抛光的平面。其余两侧面则相对粗糙,用以消除主方向外其它方向的激光作用。   半导体中的光发射通常起因于载流子的复合。当半导体的PN结加有正向电压时,会削弱PN结势垒,迫使电子从N区经PN结注入P区,空穴从P区经过PN结注入N区,这些注入PN结附近的非平衡电子和空穴将会发生复合,从而发射出波长为λ的光子,其公式如下: λ = hc/Eg (1) 式中:h—普朗克常数; c—光速; Eg—半导体的禁带宽度。   上述由于电子与空穴的自发复合而发光的现象称为自发辐射。当自发辐射所产生的光子通过半导体时,一旦经过已发射的电子—空穴对附近,就能激励二者复合,产生新光子,这种光子诱使已激发的载流子复合而发出新光子现象称为受激辐射。如果注入电流足够大,则会形成和热平衡状态相反的载流子分布,即粒子数反转。当有源层内的载流子在大量反转情况下,少量自发辐射产生的光子由于谐振腔两端面往复反射而产生感应辐射,造成选频谐振正反馈,或者说对某一频率具有增益。当增益大于吸收损耗时,就可从PN结发出具有良好谱线的相干光——激光,这就是激光二极管的简单原理。   随着技术和工艺的发展,目前实际使用的半导体激光二极管具有复杂的多层结构。   常用的激光二极管有两种:①PIN光电二极管。它在收到光功率产生光电流时,会带来量子噪声。②雪崩光电二极管。它能够提供内部放大,比PIN光电二极管的传输距离远,但量子噪声更大。为了获得良好的信噪比,光检测器件后面须连接低噪声预放大器和主放大器。   半导体激光二极管的工作原理,理论上与气体激光器相同。   激光二极管本质上是一个半导体二极管,按照PN结材料是否相同,可以把激光二极管分为同质结、单异质结(SH)、双异质结(DH)和量子阱(QW)激光二极管。量子阱激光二极管具有阈值电流低,输出功率高的优点,是目前市场应用的主流产品。同激光器相比,激光二极管具有效率高、体积小、寿命长的优点,但其输出功率小(一般小于2mW),线性差、单色性不太好,使其在有线电视系统中的应用受到很大限制,不能传输多频道,高性能模拟信号。在双向光接收机的回传模块中,上行发射一般都采用量子阱激光二极管作为光源。   半导体激光二极管的常用参数有:   (1)波长:即激光管工作波长,目前可作光电开关用的激光管波长有635nm、650nm、670nm、690nm、780nm、810nm、860nm、980nm等。   (2)阈值电流Ith :即激光管开始产生激光振荡的电流,对一般小功率激光管而言,其值约在数十毫安,具有应变多量子阱结构的激光管阈值电流可低至10mA以下。   (3)工作电流Iop :即激光管达到额定输出功率时的驱动电流,此值对于设计调试激光驱动电路较重要。   (4)垂直发散角θ⊥:激光二极管的发光带在垂直PN结方向张开的角度,一般在15?~40?左右。   (5)水平发散角θ∥:激光二极管的发光带在与PN结平行方向所张开的角度,一般在6?~ 10?左右。   (6)监控电流Im :即激光管在额定输出功率时,在PIN管上流过的电流。   激光二极管在计算机上的光盘驱动器,激光打印机中的打印头等小功率光电设备中得到了广泛的应用。

    时间:2011-11-24 关键词: 原理 激光二极管

  • 激光二极管信号源电路

    激光二极管信号源电路

    时间:2010-09-25 关键词: 信号源电路 灯光控制 激光二极管

  • 激光二极管参数与原理及应用

     一、激光的产生机理   在讲激光产生机理之前,先讲一下受激辐射。在光辐射中存在三种辐射过程,  一时处于高能态的粒子在外来光的激发下向低能态跃迁,称之为自发辐射;  二是处于高能态的粒子在外来光的激发下向低能态跃迁,称之为受激辐射;  三是处于低能态的粒子吸收外来光的能量向高能态跃迁称之为受激吸收。  自发辐射,即使是两个同时从某一高能态向低能态跃迁的粒子,它们发出光的相位、偏振状态、发射方向也可能不同,但受激辐射就不同,当位于高能态的粒子在外来光子的激发下向低能态跃迁,发出在频率、相位、偏振状态等方面与外来光子完全相同的光。在激光器中,发生的辐射就是受激辐射,它发出的激光在频率、相位、偏振状态等方面完全一样。任何的受激发光系统,即有受激辐射,也有受激吸收,只有受激辐射占优势,才能把外来光放大而发出激光。而一般光源中都是受激吸收占优势,只有粒子的平衡态被打破,使高能态的粒子数大于低能态的粒子数(这样情况称为离子数反转),才能发出激光。  产生激光的三个条件是:实现粒子数反转、满足阈值条件和谐振条件。产生光的受激发射的首要条件是粒子数反转,在半导体中就是要把价带内的电子抽运到导带。为了获得离子数反转,通常采用重掺杂的P型和N型材料构成PN结,这样,在外加电压作用下,在结区附近就出现了离子数反转—在高费米能级EFC以下导带中贮存着电子,而在低费米能级EFV以上的价带中贮存着空穴。实现粒子数反转是产生激光的必要条件,但不是充分条件。要产生激光,还要有损耗极小的谐振腔,谐振腔的主要部分是两个互相平行的反射镜,激活物质所发出的受激辐射光在两个反射镜之间来回反射,不断引起新的受激辐射,使其不断被放大。只有受激辐射放大的增益大于激光器内的各种损耗,即满足一定的阈值条件:P1P2exp(2G - 2A) ≥ 1(P1、P2是两个反射镜的反射率,G是激活介质的增益系数,A是介质的损耗系数,exp为常数),才能输出稳定的激光,另一方面,激光在谐振腔内来回反射,只有这些光束两两之间在输出端的相位差Δф =2qπ q=1、2、3、4。。。。时,才能在输出端产生加强干涉,输出稳定激光。设谐振腔的长度为L,激活介质的折射率为N,则Δф=(2π/λ)2NL=4πN(Lf/c)=2qπ,上式可化为f=qc/2NL该式称为谐振条件,它表明谐振腔长度L和折射率N确定以后,只有某些特定频率的光才能形成光振荡,输出稳定的激光。这说明谐振腔对输出的激光有一定的选频作用。  二、激光二极管本质上是一个半导体二极管,按照PN结材料是否相同,可以把激光二极管分为同质结、单异质结(SH)、双异质结(DH)和量子阱(QW)激光二极管。量子阱激光二极管具有阈值电流低,输出功率高的优点,是目前市场应用的主流产品。同激光器相比,激光二极管具有效率高、体积小、寿命长的优点,但其输出功率小(一般小于2mW),线性差、单色性不太好,使其在有线电视系统中的应用受到很大限制,不能传输多频道,高性能模拟信号。在双向光接收机的回传模块中,上行发射一般都采用量子阱激光二极管作为光源。  半导体激光二极管的基本结构如图所示,垂直于PN结面的一对平行平面构成法布里——珀罗谐振腔,它们可以是半导体晶体的解理面,也可以是经过抛光的平面。其余两侧面则相对粗糙,用以消除主方向外其它方向的激光作用。  半导体中的光发射通常起因于载流子的复合。当半导体的PN结加有正向电压时,会削弱PN结势垒,迫使电子从N区经PN结注入P区,空穴从P区经过PN结注入N区,这些注入PN结附近的非平衡电子和空穴将会发生复合,从而发射出波长为λ的光子,其公式如下:λ = hc/Eg (1) 式中:h—普朗克常数; c—光速; Eg—半导体的禁带宽度。  上述由于电子与空穴的自发复合而发光的现象称为自发辐射。当自发辐射所产生的光子通过半导体时,一旦经过已发射的电子—空穴对附近,就能激励二者复合,产生新光子,这种光子诱使已激发的载流子复合而发出新光子现象称为受激辐射。如果注入电流足够大,则会形成和热平衡状态相反的载流子分布,即粒子数反转。当有源层内的载流子在大量反转情况下,少量自发辐射产生的光子由于谐振腔两端面往复反射而产生感应辐射,造成选频谐振正反馈,或者说对某一频率具有增益。当增益大于吸收损耗时,就可从PN结发出具有良好谱线的相干光——激光,这就是激光二极管的简单原理。  随着技术和工艺的发展,目前实际使用的半导体激光二极管具有复杂的多层结构。   常用的激光二极管有两种:①PIN光电二极管。它在收到光功率产生光电流时,会带来量子噪声。②雪崩光电二极管。它能够提供内部放大,比PIN光电二极管的传输距离远,但量子噪声更大。为了获得良好的信噪比,光检测器件后面须连接低噪声预放大器和主放大器。  半导体激光二极管的工作原理,理论上与气体激光器相同。  激光二极管本质上是一个半导体二极管,按照PN结材料是否相同,可以把激光二极管分为同质结、单异质结(SH)、双异质结(DH)和量子阱(QW)激光二极管。量子阱激光二极管具有阈值电流低,输出功率高的优点,是目前市场应用的主流产品。同激光器相比,激光二极管具有效率高、体积小、寿命长的优点,但其输出功率小(一般小于2mW),线性差、单色性不太好,使其在有线电视系统中的应用受到很大限制,不能传输多频道,高性能模拟信号。在双向光接收机的回传模块中,上行发射一般都采用量子阱激光二极管作为光源。  半导体激光二极管的常用参数有:  (1)波长:即激光管工作波长,目前可作光电开关用的激光管波长有635nm、650nm、670nm、690nm、780nm、810nm、860nm、980nm等。  (2)阈值电流Ith :即激光管开始产生激光振荡的电流,对一般小功率激光管而言,其值约在数十毫安,具有应变多量子阱结构的激光管阈值电流可低至10mA以下。  (3)工作电流Iop :即激光管达到额定输出功率时的驱动电流,此值对于设计调试激光驱动电路较重要。  (4)垂直发散角θ⊥:激光二极管的发光带在垂直PN结方向张开的角度,一般在15?~40?左右。  (5)水平发散角θ∥:激光二极管的发光带在与PN结平行方向所张开的角度,一般在6?~ 10?左右。  (6)监控电流Im :即激光管在额定输出功率时,在PIN管上流过的电流。  激光二极管在计算机上的光盘驱动器,激光打印机中的打印头等小功率光电设备中得到了广泛的应用。

    时间:2010-01-13 关键词: 原理 参数 激光二极管

  • 蓝色激光二极管(欧司朗)

    蓝色激光二极管(欧司朗)

    欧司朗光电半导体推出优化的 TO38 封装的蓝光激光二极管,这是同类产品中尺寸最小的二极管。该项成就使世界向着迷你投影机的目标又迈进了一大步,将迷你投影机集成到手机、数码相机等移动设备中指日可待。激光器是此类应用的首选光源,可使移动设备摇身变成高性能多功能设备,不仅能录制影像,还能清晰呈现影像细节。 蓝光激光器的波长为 450 nm,输出功率为 50 mW。使用 5.5 V 电压时,斜率效率为 0.9 W/A。这类激光器集合了迷你投影机的全部重要特性,如小尺寸、高效率、出色的蓝光能见度等。作为一款脊型激光器,它具有卓越的光束质量,因此只需使用相对简单小巧的光学器件即可塑造光束形状。欧司朗光电半导体激光投影部主管 Thomas Höfer 博士表示:“新开发的蓝光激光器是向着制造可与移动设备完全集成的迷你投影机迈出的一大步。” 目前市场上的移动设备可以拍摄和下载高质量的图像和视频短片。如果能将投影机嵌入这些设备,便几乎可在任何表面上以高清晰度看到这些图像或视频。 激光器是移动设备发展过程中的一个新里程碑,在集成投影模块方面应用前景广阔。它耗电量极低,外形小巧,必将受到广大客户的青睐。这类激光器还能呈现无与伦比的鲜艳色彩和高对比度,不管影像投射距离有多远,都能确保生成清晰细腻的影像。 目前,欧司朗光电半导体还正致力于开发红光和绿光激光器。红光激光器与蓝光激光器一样,可设计为直接半导体激光器,而绿色激光器则采用倍频 (frequency doubling) 方法。  欧司朗光电半导体成功研发出蓝光激光器,向着制造可集成到手机的投影机又迈进了一步。 

    时间:2009-02-03 关键词: 欧司朗 激光二极管

  • 夏普蓝色激光二极管开始商品化生产

        日本消费电子制造商夏普电子公司本周二表示,它制造的蓝色激光二极管已经开始商品化生产,公司的目标锁定在蓝色激光二极管是一个潜力巨大的市场。    夏普发言人Hiroshi Takenami称,蓝色激光二极管可以在高清光盘上读取和书写数据。今年11月份夏普的蓝色激光二极管已经量产。在夏普公司日本西部的工厂中,每月可以制造150000只蓝色激光二极管。    蓝色激光二极管可用在蓝光格式的DVD播放器中,以日本索尼为代表的阵营支持蓝光格式。而以竞争对手东芝公司为代表的阵营则支持HD DVD格式。    在全球蓝色激光二极管市场,日本索尼和日亚( Nichia)公司是这一市场的领先厂商,夏普公司进入蓝色激光二极管市场将与它们展开竞争。随着投资的增加,夏普计划到明年末之前,公司每月生产的蓝色激光二极管将达到50万只。    Takenami拒绝透露夏普未来的销售目标,但日本经济新闻商业日报的消息说,在初期阶段,夏普公司每年蓝色激光二极管的销售目标是1.272亿美元(合150亿日元)。    在明年3月份结束的财年中,预期夏普的收入将达到3万亿日元(合254亿美元)。在东京股票市场,夏普的股票下跌了0.2%为每股2080日元,大约与股票市场电机指数下跌幅度相同。

    时间:2006-12-21 关键词: 夏普 激光二极管

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