[Vladimir_T 1]

Здравствуйте, уважаемые коллеги, делаю  измерительную систему (типа профилометра) на красном лазере. Нигде не удается найти литературу по оптимальным режимам модуляции: величины постоянного тока и тока модулятора. Подскажите где почитать. 

[Alex11 3]

Вы имеете в виду полупроводниковый лазер? Тогда ставите постоянный ток чуть ниже начала генерации, а модуляцию ставите по требуемому уровню выходной мощности (не превышая максимум, разумеется). Если хотите более линейную зависимость мощности от тока, то постоянный несколько увеличиваете выше порога.

[Vladimir_T 1]

2 hours ago, Alex11 said:

Вы имеете в виду полупроводниковый лазер? Тогда ставите постоянный ток чуть ниже начала генерации, а модуляцию ставите по требуемому уровню выходной мощности (не превышая максимум, разумеется). Если хотите более линейную зависимость мощности от тока, то постоянный несколько увеличиваете выше порога.

Благодарю вас за ответ. Я спрашивал, конечно, о полупроводниковом лазере. Так я и поступаю, постоянный  ток через лазер - на уровне начала генерации. Меня волнует вопрос формы тока: в таком режиме на отрицательной полуволне будет срываться генерация лазерного излучения и на несущей появятся гармоники и фазовые шумы, которые не допустимы.  Тогда нужно придерживаться второго метода, предложенного вами, когда уровень постоянного тока значительно выше порога генерации. 

Можно ли вести контроль формы тока при отладке по сигналу с нижнего шунта осциллографом? Частота модуляции - 500 МГц. Или правильнее собрать модуль для контроля с лавинным диодом и трансимпедансным усилителем?

 

[Alex11 3]

Про "значительно выше" я не говорил. Если Вы хотите линейную систему, то безусловно, контроль нужен по свету, т.к. мощность нелинейна от тока, особенно вблизи порога. Но лавинный диод я бы не ставил. Он нужен при маленьких сигналах, а у Вас будет большой. И лавинник привнесет дополнительную нелинейность в измерительный тракт.

[Vladimir_T 1]

У меня остался модуль с лавинным диодом, раньше собирал, вот и подумал, что его можно применить. С PIN-диодом будет проще работать.

 Благодарю вас за ответ.

[Vladimir_T 1]

On 10/13/2022 at 5:35 PM, Alex11 said:

Про "значительно выше" я не говорил. Если Вы хотите линейную систему, то безусловно, контроль нужен по свету, т.к. мощность нелинейна от тока, особенно вблизи порога. 

Здравствуйте, подскажите, пожалуйста, почему при модуляции лазера разными частотами (ступенчато 420 - 520 МГц), его меняется яркость в два раза?  На всех 10-ти частотах в диапазоне 420 - 520 МГц почти нормально, кроме одной - 519 МГц, это при расчетной мощности 1 мВт. При меньшей мощности (менее 0.5 мВт), яркость меняется уже на четырех частотах Чем может быть вызвана такая частотная зависимость? Все цепи согласованы, постоянный ток очень стабильный, переменная составляющая также стабильная по амплитуде. То, что мощность излучения зависит от крайне не линейной характеристики лазера - это я понимаю, и буду компенсировать ее программно, но есть еще и частотная избирательность на отдельных частотах. Ее тоже нужно учитывать?  Схема модулятора показана.  Буду очень благодарен за любые советы. 

[_pv 52]

картинку схемы немного зашакалило, самую малость. что там за модулятор не разобрать.

а может проще взять готовый драйвер, LMH6525?

[SNGNL 12]

1 час назад, Vladimir_T сказал:

Здравствуйте, подскажите, пожалуйста, почему при модуляции лазера разными частотами (ступенчато 420 - 520 МГц), его меняется яркость в два раза?  На всех 10-ти частотах в диапазоне 420 - 520 МГц почти нормально, кроме одной - 519 МГц, это при расчетной мощности 1 мВт. При меньшей мощности (менее 0.5 мВт), яркость меняется уже на четырех частотах Чем может быть вызвана такая частотная зависимость? Все цепи согласованы, постоянный ток очень стабильный, переменная составляющая также стабильная по амплитуде. То, что мощность излучения зависит от крайне не линейной характеристики лазера - это я понимаю, и буду компенсировать ее программно, но есть еще и частотная избирательность на отдельных частотах. Ее тоже нужно учитывать?  Схема модулятора показана.  Буду очень благодарен за любые советы. 

 

Ваш лазер генерит на разных модах. Проще всего выбрать такую среднюю мощность,  где все будет более менее стабильно.

Правда нет  гарантии, что это надолго. Более радикальное решение - использовать одномодовый лазер.

[Vladimir_T 1]

18 hours ago, _pv said:

модулятор не разобрать.

а может проще взять готовый драйвер, LMH6525?

ВЧ усилитель AD8353.  Готовый - это всегда проще и выгоднее, но все готовые решения для импульсных формирователей. 

17 hours ago, SNGNL said:

Ваш лазер генерит на разных модах. Проще всего выбрать такую среднюю мощность,  где все будет более менее стабильно.

Правда нет  гарантии, что это надолго. Более радикальное решение - использовать одномодовый лазер.

Благодарю за совет. Трудность в том, что эта средняя мощность - великовата и представляет опасность для персонала. Откалибровал мощность и он равномерно излучает на всех частотах, но еще предстоит калибровка по температуре. 

Ваше радикальное предложение нужно, непременно опробовать, правда не нашел одномодовых лазерных диодов в корпусе TO18.

Можно Вас попросить порекомендовать практическую статью по данному вопросу.

[khach 33]

AD8353 Input/output internally matched to 50 Ω. А лазер это совсем не 50 омная нагрузка. Обычно около 8 ом импеданс, но это от корпуса еще зависит. Поставить трансформатор  1:4 по импедансу  неплохо бы перед лазером. ( 50-12.5 ом).

[Alex11 3]

Кроме всего сказанного выше, лазер хорошо бы питать током с дифкаскада, а не напряжением. Стабильность должна быть существенно выше, да и с настройкой каждого экземпляра проблем будет меньше. Там же температурная зависимость уйдет если не совсем, то значительно.

[Vladimir_T 1]

4 hours ago, khach said:

 Поставить трансформатор  1:4 по импедансу  неплохо бы перед лазером. ( 50-12.5 ом).

Места на плате катастрофически мало.

[_pv 52]

5 hours ago, Vladimir_T said:

ВЧ усилитель AD8353.  Готовый - это всегда проще и выгоднее, но все готовые решения для импульсных формирователей. 

lmh6525 это как раз источник тока(а не напряжения как в случае с AD8353) и даже сразу со встроенным генератором синусоиды на 200-600МГц, причём никто не запрещает и на входы подавать свой синус, а не импульсы.

и даже обратную связь можно попробовать завести во второй канал с фотодиода, чтобы стабилизировать оптическую мощность (на 500МГц), а не ток.

 

[Vladimir_T 1]

4 hours ago, Alex11 said:

Кроме всего сказанного выше, лазер хорошо бы питать током с дифкаскада, а не напряжением. Стабильность должна быть существенно выше, да и с настройкой каждого экземпляра проблем будет меньше. Там же температурная зависимость уйдет если не совсем, то значительно.

С использованием дифкаскада можно без ВЧ усилителя обойтись? 

4 hours ago, _pv said:

lmh6525 это как раз источник тока(а не напряжения как в случае с AD8353) и даже сразу со встроенным генератором синусоиды на 200-600МГц, причём никто не запрещает и на входы подавать свой синус, а не импульсы.

и даже обратную связь можно попробовать завести во второй канал с фотодиода, чтобы стабилизировать оптическую мощность (на 500МГц), а не ток.

 

Отличная микросхема, буду тщательнее изучать ее применение!  

[SNGNL 12]

Вопросы безопасности решаются применением защитных средств. Не стоит ими пренебрегать, даже при работе с  лазерами  милливатного диапазона.

Возможно, Вам  будет полезно ознакомиться с общими закономерностями, описанными в соответствующих разделах профильной литературы.

Например:

Грибковский ВП Полупроводниковые лазеры.
Verdeyen JT  Laser electronics