LDC500 Laser diode controllers

Die Auswahl sollte sich in erster Linie am maximalen Betriebsstrom orientieren; berücksichtigen Sie danach die erforderliche Sollwertauflösung und das Rauschen. Der LDC500 bietet Bereiche von 100 mA und 50 mA mit 1 µA Auflösung, der LDC501 Bereiche von 500 mA und 250 mA mit 10 µA Auflösung und der LDC502 Bereiche von 2 A und 1 A mit 100 µA Auflösung. Das Rauschen im niedrigen Bereich bei geringer Bandbreite beträgt 0,3, 1,0 bzw. 3,5 µA rms. Wenn Sie die kleinste Variante und den kleinsten Bereich wählen, die den Betriebspunkt abdecken, erhalten Sie in der Regel eine feinere Stromregelung. Planen Sie ausreichend Reserve für Modulation und Betriebstoleranzen ein, ohne einen unnötig hohen Bereich zu wählen.

Ja. Im Konstantleistungsmodus wird der Strom der Monitor-Photodiode geregelt, anstatt den elektrischen Treiberstrom konstant zu halten. Der Photodiodeneingang deckt beim LDC500 und LDC501 0 bis 5000 µA ab, beim LDC502 0 bis 10.000 µA, mit einer programmierbaren Vorspannung von 0 bis 5 V. Zusätzlich kann ein Wert für die Photodioden-Empfindlichkeit eingegeben werden, sodass der optische Sollwert in Milliwatt statt als reiner Photostrom verarbeitet wird. Die CP-Rückkopplungsbandbreite beträgt im Modus mit hoher Bandbreite DC bis 5 kHz und im Modus mit niedriger Bandbreite DC bis 100 Hz. Dieser Modus eignet sich, wenn die Stabilität der optischen Ausgangsleistung wichtiger ist als ein konstanter Injektionsstrom.

Er ist geeignet, wenn die TEC-Anforderungen der Halterung innerhalb von ±4,5 A, 36 W und einer Compliance-Spannung von etwa 8 V bleiben. Der Controller unterstützt Thermistoren von 10 Ω bis 500 kΩ, Pt-100- und Pt-1000-RTDs, Spannungs­sensoren vom Typ LM335 und Stromsensoren vom Typ AD590. Die Temperatur lässt sich mit einer Auflösung von 0,001 °C programmieren, während der Gerätebeitrag zur Sollwertgenauigkeit ±0,01 °C beträgt. Kalibrierung und Aufbau des Sensors bleiben wichtig, da die Sensorunsicherheit die absolute Genauigkeit um bis zu 2 °C beeinträchtigen kann. Prüfen Sie die Strom-Spannungs-Kennlinie des TEC, die Wärmelast, den Kühlkörper und die Sensoranordnung, bevor Sie entscheiden, ob die verfügbare Ausgangsleistung ausreicht.

Verwenden Sie den differentiellen Modulationseingang mit ±10 V und 2 kΩ und wählen Sie Modell, Strombereich und Bandbreiteneinstellung passend zur erforderlichen Modulationstiefe. Der CC-Betrieb mit hoher Bandbreite erreicht beim LDC500 und LDC501 DC bis 1 MHz, beim LDC502 DC bis 0,8 MHz, wobei die nutzbare Antwort durch Kabel- und Lasteigenschaften reduziert werden kann. Auch bei sehr niedrigem DC-Betriebsstrom nimmt die Bandbreite ab; ein typisches Ansprechverhalten des LDC500 oder LDC501 bei 2 % des Endwerts liegt bei rund 150 kHz. Bei erdbezogenen Lasern müssen Rückstrompfade und die Impedanz der Modulationsquelle sorgfältig ausgelegt werden. Wenn ein externer Abschwächer erforderlich ist, verwenden Sie einen symmetrischen Spannungsteiler und deaktivieren Sie den Modulationseingang, wenn er nicht genutzt wird.

Konfigurieren Sie vor dem Aktivieren des Ausgangs die Laserstrombegrenzung, die Compliance-Spannung sowie die erforderlichen Temperatur- oder TEC-Abschaltbedingungen. Die DB9-Verriegelung erfordert eine niederohmige Verbindung zwischen Pin 1 und 2; keiner der beiden Verriegelungs-Pins darf mit Masse oder einem anderen Signal verbunden werden. Eine Einschaltverzögerung von drei Sekunden, kontrolliertes Einschalten, Strombegrenzung und Abschaltfunktionen verringern die Belastung durch abrupte elektrische Ereignisse. Der Laserausgang kann außerdem so konfiguriert werden, dass er abschaltet, wenn das TEC stoppt oder ein oberer bzw. unterer Temperaturgrenzwert überschritten wird. Externe HF-Einkopplung muss gesondert bewertet werden, da elektrische Belastungen, die außerhalb des Controllers entstehen, nicht durch seine internen Schutzschaltungen begrenzt werden können.

Ja, alle wesentlichen Gerätefunktionen lassen sich über GPIB, RS-232 oder Ethernet/TCP-IP steuern. Automatisierte Scans können den aktiven Strom- oder Photodioden-Sollwert in definierten Schritten und mit festgelegter Verweilzeit verändern, was diese Funktion für Charakterisierungsroutinen nützlich macht. Nach jedem Schritt kann ein negativer 10-µs-TTL-Synchronisationsimpuls erzeugt werden, mit einer programmierbaren Verzögerung von 0,004 bis 1000 Sekunden. Bis zu neun vollständige Betriebskonfigurationen können im nichtflüchtigen Speicher abgelegt und bei Änderungen im Testablauf wieder aufgerufen werden. Mit diesen Funktionen kann der Controller Laser-Vorspannung, thermische Bedingungen und externe Messgeräte innerhalb einer wiederholbaren Sequenz koordinieren.

Die Laserdiode wird über eine DB9-F-Schnittstelle angeschlossen, während TEC-Modul und Temperatur­sensor eine DB15-F-Schnittstelle verwenden. Separate Sense-Anschlüsse unterstützen Vierleiter-Messungen für Laserspannung, TEC-Spannung und widerstandsbasierte Sensoren und reduzieren so Fehler durch Kabelwiderstände. Das TEC-Kabel sollte unabhängig vom Laseriodenkabel abgeschirmt werden, da es bis zu 4,5 A führen kann und andernfalls unerwünschte Signale in den Treiberkreis einkoppeln könnte. Einige standardmäßige DB9-Laserhalterungen können konfektionierte Kabel direkt verwenden, während bei erdungsabhängigen Halterungen möglicherweise ein Kabel mit offenen Enden und anwendungsspezifische Verdrahtung erforderlich sind. Prüfen Sie vor dem Aktivieren eines der beiden Ausgänge jeden Pin, jede Polarität, jede Verriegelungsverbindung und jeden Massepfad mit einem Durchgangsprüfer.

Lassen Sie das Gerät bei einer Umgebungstemperatur von 25 °C eine Stunde lang aufwärmen, bevor Sie sich auf die angegebenen Leistungsdaten verlassen. Die Stabilität des Laserstroms ist mit ±5 ppm vom Endwert über eine Stunde und ±15 ppm vom Endwert über 24 Stunden spezifiziert, bei einer maximalen thermischen Drift von ±10 ppm/°C. Das niedrigste Breitbandrauschen erzielen Sie, indem Sie den niedrigen Strombereich wählen, eine geringe Bandbreite einstellen und den Modulationseingang deaktivieren, wenn er nicht benötigt wird. Die Temperaturleistung hängt außerdem von der TEC-Baugruppe, der Sensorbefestigung, der thermischen Last und den PID-Einstellungen ab. Eine erneute Abstimmung des Temperaturregelkreises am vorgesehenen Betriebspunkt kann das Einschwingverhalten verbessern und temperaturabhängige Effekte reduzieren.