Работа с драйверами «Нордлэйз»
Введение
ООО «Нордлэйз» – инженерно-производственная компания, основным направлением деятельности которой является производство и поставка широкого спектра высокопроизводительных волоконных и других видов лазеров.
Предприятие разрабатывает и изготавливает волоконные и твердотельные лазеры с диодной накачкой как непрерывные и квазинепрерывные, так и лазеры с ультракороткими импульсами (пс, нс, фс). Также ООО «Нордлэйз» является производителем отечественной лазерной электроники – драйверов для лазерных диодов.
В данном обзоре рассматриваются следующие модели драйверов отечественного производства:Данные драйверы имеют специальный сокет для диодов в корпусе 10 или 14-pin Butterfly (рис. 1а и 1б) и позволяют управлять питанием лазерного диода, а также системой его охлаждения с помощью управления термоэлектрическим охладителем, интегрированным во все современные диоды такого типа. Внешний вид драйверов отличается незначительно (рис. 2а и 2б).
Рисунок 1
а. Внешний вид лазерного диода в корпусе 10-pin Butterfly.
б. Внешний вид лазерного диода в корпусе 14-pin Butterfly
Рисунок 2
а. Внешний вид драйвера PLD-CW-2000-ZIF.
б. Внешний вид драйвера PLD-CW-2000H-ZIF
Однако версия драйвера PLD-CW-2000H-ZIF способна настраивать ток питания лазерного диода с большей точностью, чем модель PLD-CW-2000-ZIF. Шаг установки тока у High-Precision версии драйвера (в парт-номере обозначается литерой «H») в десять раз меньше, чем у обычной версии, и составляет 10 мкА. Управлять параметрами питания очень просто с помощью специализированного программного обеспечения.
Установка лазерного диода
В драйверах PLD-CW-2000(H)-ZIF предусмотрены специальный адаптеры (рис. 3), которые с помощью обычной отвёртки легко монтируются непосредственно на плату (рис. 4а), на которой предусмотрены специальные отверстия для крепежа (рис. 4б). Эти адаптеры позволяют подключать к драйверу лазерные диоды в различных форм-факторах корпусов. Эти же адаптеры играют роль пассивного рассеивателя тепловой мощности, возникающей в процессе работы лазерного диода.
Рисунок 3 – Внешний вид адаптеров для различных форм-факторов лазерных диодов
Рисунок 4
а. Монтаж адаптера на драйвер.
б. Демонстрация отверстий для крепежа адаптеров
После установки подходящего адаптера непосредственно на сам адаптер устанавливается лазерный диод. Важно следить за тем, чтобы выводные контакты лазерного диода строго совпали с контактными площадками посадочного сокета драйвера. На всех корпусах лазерных диодов имеются отверстия (и иногда фаски) для крепления их на адаптеры. Это не только позволяет обеспечить плотное прилегания корпуса лазерного диода к адаптеру и, как следствие, обеспечить более качественное рассеивание избыточной тепловой мощности от диода, но и помогает не перепутать направление оптического вывода диода и закрепить лазерный диод верной стороной.
На рисунке 5 представлен внешний вид корректно смонтированного лазерного диода на драйверы моделей PLD-CW-2000-ZIF и PLD-CW-2000H-ZIF.
Рисунок 5
а. Готовый к работе драйвер PLD-CW-2000-ZIF.
б. Готовый к работе драйвер PLD-CW-2000H-ZIF
Подключение сборки к питанию и управление
Драйверы необходимо подключить к источнику, обеспечивающему питание 5±0.2 В и до 3 А. В обзоре использовался источник питания Mean Well модели RS-35-5. Сам источник питания подключался в сеть 220 В.
Рисунок 6 – Внешний вид сборки из источника питания и драйвера с лазерным диодов
После того как подведено питание и драйвер подключён к ПК через интерфейсный кабель, можно начать управлять лазерным диодом. Для этого в программном обеспечении драйвера открывается вкладка Settings и выбирается COM-порт, на котором находится драйвер (рис. 7).
Рисунок 7 – Программное обеспечение драйвера, вкладка Settings
Далее во вкладке Main устанавливаются значения требуемого выходного тока с требуемым шагом, необходимая температура лазерного диода (по умолчанию это 25°C), и выбирается режим работы драйвера: постоянный ток, постоянная мощность, внешний TTL или аналоговый триггер (рис. 8).
Рисунок 8 – Программное обеспечение драйвера, настройки на вкладке Main
После того как выставлены все параметры, необходимо нажать одну из двух кнопок Emission, которые приведут к подачи питания на лазерный диод. Непосредственно сразу после нажатия этой кнопки лазерный диод начнёт работать, а его актуальные параметры рабочего тока, температуры и выходной оптической мощности можно будет увидеть в подразделе State values (рис. 9).
ВАЖНО! Соблюдайте требования безопасности при работе с лазерным оборудованием, установленные основными нормативными документами в области лазерной безопасности, к которым относятся СанПиН 5804-91 «Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров» и ГОСТ 31581-2012. «Межгосударственный стандарт. Лазерная безопасность. Общие требования безопасности при разработке и эксплуатации лазерных изделий».
Рисунок 9 – Программное обеспечение драйвера, вид вкладки Main после включения лазерного диода
Так как в сборке использовался лазерный диод ближнего ИК-диапазона, а именно на 976 нм, для визуализации выходного оптического излучения использовался специальный визуализатор ВИЗ 2-3, который позволяет обнаруживать лазерное излучение в диапазоне от 750 до 2130 нм (рис. 10).
Рисунок 10 – Использование ИК-визуализатора для обнаружения выходного излучения лазерного диода на 976 нм
Заключение
Драйверы производства «Нордлэйз» очень просты в использовании, что позволяет производить быструю и качественную пусконаладку лазерных диодов и производить их высокоточный входной и выходной контроль. Драйверы «Нордлэйз» универсальны и находят применение в таких высокотехнологичных и ответственных применениях, как:
- медицина (хирургия, косметология, офтальмология и т.д.);
- наука (лазеры для ВУЗов, научных исследований);
- обработка материалов (резка, сварка, наплавка, маркировка и т.д.);
- специальные лазеры и лазерные системы, по требованиям заказчика;
- телекоммуникации;
- лазерные технологические и испытательные комплексы;
- информационные системы (системы технического видения, лидары, дальномеры, и т.д.).