CC CW драйвер 1W лазерного диода со стабилизацией мощности излучения

#digitalcat_electronics #photonics А вы любите про лазеры? Не те которые что бы жечь всякое, но те которые нужны для М - магии науки? Сегодня речь пойдет об одном из таких - драйвере лазерного диода накачки микролазера. Откроем новую страницу и очередную кандидатскую/докторскую, кому как повезет:) вместе с нашим Disser Cat советом и его постоянным членом - phd Thomas Abyssincev:))) Это обзор схемотехники драйвера - стабилизатора тока для 1 Вт лазерного диода непрерывного режима работы со стабилизацией мощности излучения и TEC охладителем в составе микролазера. Наш драйвер предназначен для управления и защиты 1W 808 нм лазерного диода. Накачивать (продольно) будем активный элемент Nd:YVO4 размером 3х3х1мм с нанесенными на АЭ HR зеркалом и покрытиями для ГВГ, а вот что дальше? Масса возможностей ограниченная лишь только наличием у вас оптических изделий - можно сделать микро лазер двух частотный, можно ГВГ, можно с модуляцией добротности и все это вполне удастся разместить в едином конструктиве по сути предложив (условно) модульную конструкцию или линейку приборов. Про оптический тракт микролазера мы поговорим в другом обзоре (там будет много занудства и формул, но написав мне в мыло можно будет забрать скрипты MatLab которые автоматизируют рутинные вычисления первого приближения для тех кто не умеет в Zemax и помогут вам приобщиться к силе Ситхов:) ) , а сейчас сосредоточимся на электронике. Друзья, поверьте - не нужно страшиться сложных схем, они обеспечат надежную и стабильную работу, да и составляющая электроники в цене микролазера значительно меньше стоимости оптического тракта, как ни будь загляните под капот лазерам Dilas/Coherent (особенно с электро/акустооптическим модулятором) вы очень удивитесь увидев схемотехнику и не найдете в компонентах ни одной LM317:))) Драйвер лазера построен на стабилизаторе тока на ОУ - преобразователе напряжения в ток с двумя ООС. Первая ООС по току лазерного диода, вторая ООС по фототоку диода обратной связи по мощности излучения лазерного диода. Драйвер имеет на борту три защиты: защита от сверхтока лазерного диода, защита от перегрева лазерного диода и защита от засветки фотодиода обратной связи по мощности излучения. Еще одна особенность драйвера - он низковольтный с одним однополярным источником питания, что еще более уменьшает габариты платы драйвера и повышает КПД устройства. Наличие двух ООС накладывает весьма жесткие ограничения на диапазон сигнала с фотоприемника - pin фотодиода, а учитывая однополярное питание ОУ все становится еще интереснее. Для настройки отдельных узлов в схеме предусмотрены trim pots и джамперы обеспечивающие замыкание петли ООС после настройки внутри петлевого усиления. Забегая вперед, спойлер: весьма не простая задача - разместить фотоприемник ООС стабилизации мощности излучения (кстати, а какой? Диода накачки, излучения внутри резонатора или, быть может - излучения генерации?) внутри конструктива микролазера. Гетероструктура лазерного диода тонка, как следствие - высока плотность тока через гетероструктуру лазерного диода, поэтому, необходимо предусмотреть защиты лазерного диода начиная от плавного нарастания прямого напряжения на лазерном диоде, блокирования обратного выброса напряжения, до защиты от бросков тока и перегрева. Эти защиты имеются в данном дизайне драйвера. Защита от сверх тока не сбрасываемая - такой режим работы не предусматривается, драйвер необходимо перезапускать, а защита от перегрева не позволяет подать питание на лазерный диод пока последний не охлажден до 20 градусов Цельсия. Все схемы требуют моделирования, мы провели моделирование в MicroCap с целью подтверждения устойчивости схем и отсутствия выбросов переходных процессов в том числе при вариации индуктивности выводов лазерного диода и емкости его гетероструктуры. Так же на борту имеется двухпозиционный термостат, нагрузкой которого является миниатюрный TEC охладитель работающий в режиме охлаждения объекта термостатирования. Концепция термостата и схемные решения уже были апробированы нами ранее: (Click one)    • Двухпозиционный термостат 20С нагрев и охл...   и (Click two)    • Тестирование и настройка двухпозиционного ...   и хорошо себя зарекомендовали в плане точности поддержания температуры и скорости выхода на режим. Так же на плате имеется свой понижающий преобразователь для питания узлов драйвера и плавного пуск при включении питания драйвера. Микро лазер и драйвер соединены жгутом с 15-ти контактным соединителем, что типично для устройств подобного класса. В целом устройство получается компактным и обеспечивающим безопасную работу лазерного диода накачки. Конструктив модуля микролазера имеет диаметр 25 мм, это удобно, можно воспользоваться самыми распространенными 1'' креплениями. 💡 Подписывайтесь, чтобы узнать больше! 🔗 Продолжение следует. Stay tuned! Наш канал:    / @digitalcat-electronics   Лазерная техника:    • Лазерная техника