Я никогда не проектировал лазерные устройства, но я пытался много читать о них. Мне известны различные классы лазеров и опасности, связанные с ними. Например, я знаю о требовании к блокировке, которая отключает излучатель всякий раз, когда дело открывается. Я знаю, что лазеры класса 2 должны быть видны, чтобы они вызывали «рефлекс моргания». Я знаю, что диоды нуждаются в большой защите от перенапряжения, перегрузки по току, электростатического разряда и так далее. Для поддержания постоянной оптической мощности им необходим регулируемый ток и обратная связь с обратной связью.
Мои вопросы:
1) Это действительно так просто, как взять чип привода лазера и трехконтактный диод из digikey и подключить их в соответствии с таблицей данных? Должна ли микросхема лазерного привода справляться со всеми необходимыми защитными механизмами, или, как правило, существует другое устройство, необходимое для защиты какой-либо другой формы защиты?
2) Существует ли центральный регулирующий орган, который проводит какие-либо испытания, чтобы определить, какой класс лазера у вас есть, и соответствует ли ваш продукт всем необходимым правилам?
3) Известны ли какие-либо проблемы с использованием лазеров с пластиковым оптическим волокном с сердечником 1 мм? Я знаю, что у POF очень разные окна передачи по сравнению со стекловолокном, и я знаю, что одно из этих оптимальных окон - 650 нм. Будет ли луч оставаться узким внутри волокна или начнет рассеиваться? Будет ли он все еще согласованным и коллимированным после прохождения, скажем, 15 метров POF?
Для получения дополнительной информации о применении, знайте, что на самом деле мне не нужен когерентный или коллимированный свет (с точки зрения безопасности, вероятно, было бы лучше, если бы он не был когерентным или коллимированным). Скорее мне нужен очень мощный источник объемного света (1 мВт или лучше). Источник света должен иметь возможность включаться и выключаться, но его не нужно модулировать, и сам источник не будет кодировать какую-либо информацию. Таким образом, если есть какое-то другое устройство, которое может обеспечить мощность 1 мВт в POF, я буду очень охотно исследовать его, но на данный момент я исследую лазерный подход, потому что кажется, что большинство светодиодов не способны даже на 500 мВт ,
Ответы:
Чипы лазерного привода, с которыми я знаком, больше относятся к применению быстрой модуляции лазера, чем к подаче энергии постоянного тока. Обычно требуется дополнительная цепь питания; и в этой силовой цепи защита обычно осуществляется.
Если вы имеете в виду другой тип микросхемы привода, пожалуйста, свяжите спецификацию в вашем вопросе.
В США производитель лазеров самостоятельно сертифицирует свой продукт. Возможно, вы сможете найти консультанта, который поможет вам в этом процессе, если у вас нет опыта.
Волокно является волноводом, и мощность лазера будет оставаться внутри сердечника волокна. Это ослабит (потеряет власть на расстоянии). Существует также процесс, называемый дисперсией, который означает, что различным компонентам мощности лазера требуется разное время для прохождения волокна - но если вы не переключаете сигнал быстро, это вряд ли повлияет на вас.
Изменить : Основное различие между POF и стекловолокном заключается в том, что даже в своем окне передачи, POF имеет гораздо более высокое затухание, чем стекло. Затухание в стекловолокне измеряется в десятых долях дБ на км. Затухание в POF (последний раз, когда я работал с ним несколько лет назад) измеряется в десятых долях или целых дБ на метр.
Сигнал все еще будет когерентным, но эффект дисперсии, который я упоминал выше, может уменьшить длину когерентности, если вы прошли через очень длинное волокно.
Выходной луч будет расходиться под существенным углом (не строго коллимированным), когда он выходит из волокна.
Дивергенция является эффектом дифракции, и угол обратно пропорционален диаметру сердцевины волокна, то есть POF будет иметь меньший угол расходимости, чем волокна с меньшей сердцевиной.В многомодовом волокне, таком как POF, выходной угол расхождениятакжезависит от деталей конструкции волокна. В общем случае угол расходимости на выходе будет аналогичен углу приема на входе.Не имеет большого значения, что может сделать большинство светодиодов - если вы найдете один светодиод, который соответствует вашим потребностям, этого достаточно. И я думаю, что вы сможете найти светодиод мощностью 1 мВт и подключить к POF, если вы посмотрите достаточно долго. Но лазер должен быть в состоянии сделать это более эффективно (но, возможно, дороже).
Изменить : Помните, что использование светодиода не уменьшает ваши проблемы безопасности. 1 мВт по-прежнему 1 мВт и может быть опасной. Вам потребуются те же меры предосторожности (вы упомянули управление с открытым волокном), используете ли вы лазер или светодиод. Нормативные акты не все в ногу с улучшенными возможностями светодиодов в последние годы, но это не означает, что вы не должны защищать себя и своих пользователей.
источник
Поскольку вы заметили, что вам не нужны атрибуты, которые специально предоставляет LASER, использование светодиода в целом облегчит вашу задачу. Существует значительное количество светодиодов, которые легко превзойдут ваши потребности.
Предположение: эффективность = (Радиометрическая мощность) / (вход постоянного тока) не имеет большого значения, но чем выше, тем лучше.
Вы упоминаете 650 нМ (темно-красный), поэтому я начну там.
Большинство светодиодов имеют широкий общий угол излучения на половину мощности - от 40 до 160 градусов для большинства из перечисленных ниже и 6 градусов в одном случае. «Запуск» его энергии в пластиковое оптическое волокно приведет (вероятно) к существенным потерям энергии, но доступные уровни по сравнению с вашим targt делают такие потери незначительными последствиями. Доступно специальное оборудование для преобразования широкоугольного излучения в оптическую подачу 1 мм (POF) или 0,2 мм (HCS).
Начнем с огромного перерасхода: темно-красный светодиод Luxeon Rebel с входным сигналом ~ = 1 Вт будет излучать радиометрическую мощность от 250 мВт до 350 мВт при КПД от 35% до 45% в зависимости от выбранной модели и емкости. Соединение 1 мВт этого в оптическое волокно не должно быть слишком сложным. На практике гораздо более низкий уровень мощности будет достаточным.
Цветовое портфолио Luxeon Rebel & Rebel ES - см. Таблицу 1, стр. 5.
Ряд технических руководств, применимых к светодиодам повстанцев Luxeon в целом, доступен здесь
Другой крайний случай - это светодиод со встроенной «пусковой установкой» POF 1 мм, который вырабатывает макс. Выход 1 мВт на дальнем конце 0,5 м POF 1 мм или 5 м волокна HCS 0,2 мм с током светодиода 60 мА. См. Таблицу и примечание 3 на странице 7 спецификации ниже. Поскольку это максимальный рейтинг (максимум 0,8 дБм), он несколько ниже вашей спецификации, но показывает, насколько достижимым является требование
Техническое описание светодиодного передатчика Avago HFBR-1527ETZ
$ 13,67 / 1 от Digikey
Между:
Усовершенствованный излучатель Photonics 950 нМ, типичный оптический выход 18 мВт мин. 22 мВт при токе светодиода 50 мА. Пакет SOT23. Угол эмиссии 140 градусов.
Излучатели Osram 850 нМ
25 мВт / стерадиан при 20 мА до 950 мВт при 1A (120 градусов, платиновый дракон)
Пример - OSRAM с чипами FH4056, 850 нМ, 44 градуса, около 0,6 мВт на мА, <= 70 мА непрерывно при 25 ° С, понижается до ~ = 20 мА при 85 ° С (все еще выдает ~ ~ = 10 мВт).
Страница продукта и паспорт
Диоды Roithner LASER - ИК и УФ - некоторые прекрасные вещи - но сядьте, прежде чем читать цены.
LED пригодность:
Похоже, что достаточно мощный «глубокий красный» светодиод удовлетворит ваши потребности. Приведенный ниже пример Luxeon Rebel Deep Red обеспечит несколько ватт при необходимости, но может работать при гораздо более низких уровнях мощности. Это будет показателем того, чего можно достичь с помощью светодиодов от других ведущих производителей светодиодов. (включая Osram, Avago, Seoul Semi, Nichia, Cree, ...)
При мощности около 1 мВт при мощности 10 мВт можно ожидать ~ - 5 мВт от светодиода 20 мА, а переход на гораздо более высокую потребляемую мощность стоит всего несколько долларов.
Только для примера - Luxeon Rebel - оптический выход около 1 мВт на мА. Это при 350 мА, ~ + 1 Вт и будет немного лучше при уменьшении мА
И длина волны по мере необходимости
источник