Rådgiver
Teksten forneden er maskineoversat fra den tyske originaltekst.
Interessante fakta om laserdioder
Laserdioden er hjertet i hvert lasermodul. Som en omkostningseffektiv og energieffektiv laserkilde kan laserdioder frembringe lys fra ultraviolet til infrarødt område og bruges derfor inden for en lang række forskellige industrier. I vores guide forklarer vi, hvordan en sådan diode er konstrueret, hvordan den fungerer, og hvad du skal overveje, før du køber.
Hvad er laserdioder?
Hvad adskiller laserdioder?
Hvordan fungerer en laserdiode?
Hvordan er laserdioder konstrueret?
Vigtige købskriterier for laserdioder
Hvordan optimerer jeg min laserdiode?
Hvad er laserdioder?
Laserdioder er en form for halvlederlasere, der producerer laserstråling under påvirkning af strømmen. De kan generere lys i forskellige bølgelængder fra ultraviolet til infrarød. Laserdioder bruges i en lang række områder, normalt installeret i lasermoduler. De bruges for eksempel som en laserkilde i printere, DVD-enheder eller stregkodescannere.
Hvad adskiller laserdioder?
Laserdioden adskiller sig fra andre laserkilder, idet det er et meget lille og billigt, energibesparende alternativ med en omkreds på kun et par millimeter. Laserdioder er også nemme at bruge, har en lang levetid og opnår en høj effektivitet på 40 til over 50 procent, især i det nær infrarøde område sammenlignet med andre laserkilder. Dette betyder, at halvdelen af den tilførte elektriske energi omdannes til laserstråling.
Hvordan fungerer en laserdiode?
En laserdiode er en halvlederlaser, der består af to forskellige, negativt og positive, doterede stoffer, mellem hvilke der er et lille hulrum. Denne struktur kaldes pn-krydset. Kort sagt frigives fotoner under påvirkning af elektricitet. Disse formes til en stående lysbølge af de delvist reflekterende endeflader på de to halvdele af halvlederlaser, som fungerer som en optisk resonator, hvorfra laserstrålen i sidste ende genereres. Afhængigt af afstanden mellem de to sider er der laserstråler med forskellige bølgelængder.
Hvordan er laserdioder konstrueret?
Enhver, der køber en laserdiode, køber ikke kun selve laserkilden. Som regel er de tilbudte dioder kapsler, hvor der udover selve lasermediet også er installeret en fotodiode. Dette fungerer som en monitordiode og registrerer lasereffekten ved at bestemme mængden af udsendt lys og kan følgelig regulere strømforsyningen gennem det eksterne elektroniske kredsløb.
På grund af den ekstra fotodiode har husene i laserdioderne normalt tre forbindelser til installation af dem i et lasermodul: katoden og anoden for selve laserkilden og en anden til fotodioden. Et eksempel på denne form er TO-18-dioder.
En anden vigtig komponent er køling. Da ikke al elektricitet konverteres til laserkraft, opvarmes lasermediet markant. For at forhindre, at halvledermaterialet ødelægges ved overophedning, især ved højere kræfter, loddes dioderne til en metaloverflade, der spreder overskydende varme. Undersøgelser har vist, at reduktion af driftstemperaturen med ca. 10 grader kan fordoble lasermediets levetid.
Under alle omstændigheder skal du ved køb sikre dig, at den valgte diode er i overensstemmelse med RoHS-direktivet fra EU. Det forbyder anvendelse af stoffer, der er skadelige for miljøet eller menneskers sundhed i elektriske apparater, såsom blylodning.
Vigtige købskriterier for laserdioder
Aksellængde
Laserkildens bølgelængde er afgørende for det udskilles laserlys. Blå laserdioder har en bølgelængde på omkring 450 nanometer (nm), mens grønne lasere er på 530 nm. Imidlertid anvendes røde lasere med en bølgelængde på omkring 650 nm eller infrarøde laserdioder med ca. 800 nm.
Inden du beslutter dig for en bestemt laserkilde, skal du overveje, hvilken bølgelængde der bedst passer til applikationen. En rød laserdiode med en bølgelængde på 635 nm er for eksempel meget velegnet til stregkodescannere eller laserspidser, da den også er synlig i dagslys. Laserdioder med en bølgelængde på 780 nm er imidlertid især velegnede til brug i laserprintere eller usynlige lysbarrierer inden for alarmteknologi.
Effekt
Laserkraften gives normalt i milliwatt eller mW for kort. Også her opstår spørgsmålet til hvilket formål laseren skal bruges, fordi laserkildens magt kan variere meget, og den mest kraftfulde laserstråle er ikke altid den bedst egnede. Et par milliwatt er tilstrækkelige til applikationer såsom justering og positionering, og laserkraft i området op til 10 mW er også tilstrækkelig til sikkerhedsbarrierer eller scanning af stregkoder. Højere wattstyrker er nødvendige, for eksempel hvis laseren skal bruges som svejse- eller skæreværktøj i industrien.
Hvordan optimerer jeg min laserdiode?
Laserdioden er kun en byggesten fra det brede felt inden for laserteknologi. Det kan kun udvikle sin virkning i kombination med andre produkter. For eksempel for at kontrollere diodenes ydeevne perfekt kan kontrolelektronik tilsluttes. Disse moduler, der måler et par millimeter, kan regulere laserkraften via en kontrolindgang og for eksempel sikre sikkerhed ved automatisk at slukke i tilfælde af overophedning.
En såkaldt kollimatorlinse, der bundter den genererede stråling er også særlig vigtig til brugen af dioden. Dette er den eneste måde at skabe den mest punktuelle laserstråle som muligt. Naturligvis bliver en laser bredere og længere. Derfor skal man altid være opmærksom på afvigelsesværdien for at bestemme kvaliteten af bundlingen. Dette måles i mrad (milliradianer) og angiver, hvor mange millimeter laseren vokser i diameter for hver rejste meter. En anden mulighed er at købe et komplet collimatorobjektiv med en integreret laserdiode.