Diodo Láser: Especificaciones Y Características.

Cuando se utiliza un diodo láser es esencial conocer sus características de rendimiento. En consecuencia, se requieren especificaciones de diodos láser cuando se diseña un equipo que utiliza diodos láser o para el mantenimiento que utiliza equivalentes cercanos.

Como cualquier componente electrónico, muchas de las especificaciones son relativamente genéricas, pero otros parámetros tenderán a centrarse más en el componente concreto. Esto es así en el caso de las especificaciones y características de los diodos láser.

Hay una serie de especificaciones de los diodos láser, o características de los diodos láser que son clave para el rendimiento general y que se describen a continuación.

Diodo Láser: Especificaciones Y Características.

Índice()

    Característica L/I del diodo láser

    Una de las especificaciones o características de los diodos láser más utilizadas e importantes es la curva L/I. Traza la corriente de accionamiento suministrada contra la salida de luz.

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    Esta especificación del diodo láser se utiliza para determinar la corriente necesaria para obtener un nivel determinado de salida de luz a una corriente determinada. También se puede ver que la salida de luz también depende mucho de la temperatura.

    Característica L/I del diodo láser

    A partir de esta característica, se puede ver que hay una corriente de umbral por debajo de la cual la acción del láser no tiene lugar. El diodo láser debe funcionar lejos de este punto para garantizar un funcionamiento fiable en todo el rango de temperaturas de funcionamiento, ya que la corriente de umbral aumenta con el aumento de la temperatura. Se observa típicamente que la corriente umbral del láser aumenta exponencialmente con la temperatura.

    Característica de la relación de seguimiento del diodo láser

    Muchos paquetes de diodos láser incluyen un segundo fotodiodo para controlar la salida del láser. De esta manera la potencia de salida del láser puede ser controlada y estabilizada - la salida del diodo de monitorización se retroalimenta en el circuito de control y conducción del diodo láser.

    Normalmente, la luz no deseada que sale de la cara posterior del diodo láser se utiliza para la medición, ya que esta luz no puede utilizarse en otro lugar.

    Para controlar con precisión la salida del láser es necesario que el diodo de monitorización siga con precisión la salida del diodo láser. La corriente del fotodiodo de monitorización es directamente proporcional a la salida de luz del láser y, por lo tanto, se utiliza una cifra conocida como la relación de seguimiento. Medida en mA/mW es la relación de la corriente del fotodiodo en miliamperios comparada con la salida de luz del diodo láser en miliamperios.

    Característica de eficiencia del diodo láser

    Es posible deducir el parámetro de eficiencia del diodo láser de la curva L/I. Sin embargo, es más fácil de visualizar cuando se traza por separado. En vista de la importancia de la eficiencia del diodo láser, a menudo es útil representarlo.

    El trazado de la característica de eficiencia del diodo láser mostrará que la eficiencia disminuye con el aumento de la temperatura. Una especificación típica de eficiencia de un diodo láser será de alrededor de 0,3 mW por mA a unos 25°C y disminuirá en alrededor de 0,01 por cada aumento de 10°C.

    Especificación del diodo láser para V/I

    La especificación del diodo láser para el voltaje de avance a través del diodo se requiere en varias áreas del diseño. A menudo los fabricantes de diodos láser prefieren colocar el voltaje en el eje vertical.

    Especificación del diodo láser para V/I

    En el diagrama puede verse que el voltaje a través del diodo láser es típicamente de alrededor de 1,5 voltios, aunque es necesario comprobar el diodo láser en cuestión. La especificación del voltaje de avance variará según los materiales utilizados en el diodo, la corriente, etc.

    Aunque el voltaje de avance varía con la temperatura, esto no suele ser una consideración importante.

    Especificación del voltaje inverso

    Los diodos láser se dañan fácilmente por los voltajes inversos. Por lo tanto, no es prudente permitir que el diodo láser se desvíe en sentido inverso.

    Las corrientes inversas máximas de 10µA son típicamente los máximos niveles de corriente inversa tolerados.

    Patrón de haz de campo lejano del diodo láser

    El patrón del rayo de luz emitido es una importante especificación del diodo láser desde un punto de vista óptico. La luz que emana del diodo en sí no está colimada, pero suele tener la forma de un cono de luz ovalado. La elipticidad se produce porque el área de emisión o la apertura del diodo se produce como una hendidura en el plano paralelo a la unión.

    La divergencia del rayo de luz se mide en la mitad de los ángulos máximos de potencia de luz en los ejes perpendiculares y paralelos a la región activa del diodo láser.

    Los valores típicos son 30° y 12° para los dos ángulos del cono elíptico.

    Especificación de la longitud de onda del diodo láser

    La especificación del diodo láser para la longitud de onda es uno de los parámetros clave dentro de la hoja de datos. Determinará muchas de las aplicaciones para las que se puede utilizar el diodo láser.

    La longitud de onda se especifica normalmente en nm - nanómetros.

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    Mientras que otras formas de láser pueden proporcionar una señal estable en términos de longitud de onda, los diodos láser son notoriamente pobres en este sentido. Se ven afectados tanto por la corriente de accionamiento como por la temperatura. Los cambios de temperatura afectan al ancho de banda y, por lo tanto, al perfil de frecuencia de ganancia de la unión.

    Las cifras típicas de las variaciones de la longitud de onda con respecto al voltaje pueden ser de alrededor de 0.1 to 0.5 nm/°C, pero esto depende mucho del dispositivo, su frecuencia y una serie de otras consideraciones.

    Especificación de los diodos láser monomodo/multimodo

    Los diodos láser pueden especificarse como monomodo o multimodo. Estos dos tipos de diodo láser se utilizan generalmente para diferentes aplicaciones.

    El que un diodo láser sea monomodo o multimodo está regido por la geometría del diodo láser mismo. En dirección vertical, el diodo está situado en una capa muy fina, por lo que la estructura soporta sólo un único modo óptico de operación en la posición perpendicular a las capas.

    No obstante, en la dirección lateral, si la guía de la onda es ancha en relación a la longitud de onda de la luz, dicha guía puede soportar varios modos ópticos laterales, y el láser se denomina diodo láser "multimodo".

    El diodo láser multimodo tiende a utilizarse cuando se necesita una gran potencia y se requiere un diodo láser más amplio para acomodar los niveles de potencia más altos.

    En aplicaciones en las que se requiere un rayo pequeño enfocado, la guía de onda se debe estrechar cuando se compara con la longitud de onda de la luz que se está generando. En consecuencia, el diodo láser sólo puede admitir un único modo lateral.

    El rayo que se crea es entonces limitado por la difracción en cuanto a su dispersión. Los diodos láser de un solo modo se usan para almacenamiento óptico, apuntadores láser y fibra óptica.

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