Produkt technische Unterlagen
PLD905-180W-M Sechs-Emitter Low-Drift 905nm Puls-Laserdiode
Nach Modell die sechsschichtige Nano-Stack-Sendeeinheit auseinandernehmen, 180W Impulsausgang, geringe Wellenlängen-Temperaturdrift, Lichtfleckform, technische Parameter und Systemintegrationsgrenzen.
Ein Chip,
Sechsschicht-Emissionsstruktur
Freisetzung von Hochpulsspitzenenergie
PLD905-180W-M Durch die Verwendung der Nanostack-Lasertechnologie werden in einem einzelnen Laserkristall 6 epitaxial gestapelte Emitter integriert. Mit einer Lichtaustrittsfläche von 110 × 30 μm, dem nahen Infrarotband von 905 nm und einem niedrigen Wellenlängen-Temperaturkoeffizienten bietet sie eine kompakte Pulsabstrahlungslösung für Entfernungs- und Outdoor-Optiksysteme.
Nicht sechs separate Chips,
Es handelt sich um sechs epitaxiale gestapelte Emitter auf einem einzelnen Chip
Der Kern besteht darin, mehrere Emissionsschichten in demselben Halbleiterlaserchip zu integrieren. Im Vergleich zur Montage mehrerer einzelner Chips bietet die Einzelchip-Integration Vorteile bei der Verkleinerung der Lichtquellenanordnung, der Reduzierung von Montageabweichungen diskreter Bauteile und stellt gleichzeitig Raum für das Design kompakter Puls-Emissionsmodule bereit.
Mehrere Emitterschichten auf demselben Chip integriert, bilden eine sechsschichtige Lichtausgabestruktur
Das Datenblatt des PLD905-180W-M gibt an, dass die Nanostack-Lasertechnologie verwendet wird, die 6 epitaxial gestapelte Emitter enthält; die entsprechende Produkt-Lichtfleckdarstellung zeigt sechs parallele Linien. Dabei handelt es sich nicht um die Zusammenfassung von sechs separaten TO-Gehäusen, sondern die Integration erfolgt auf der Ebene der Halbleiterchipstruktur.
Kleine Leuchtfenster liefern eine Designbasis für kompakte optische Senderstrukturen. Hier bezieht sich die Größe auf die in der Spezifikation angegebene Aperturgröße, nicht auf die Größe des Gesamtsystem-Lichtflecks.
Mehrschichtige aktive Emissionsstrukturen sind auf einem Chip integriert, das Ziel ist, in einem kleineren Bauteil eine höhere Puls-Spitzenleistung zu erreichen.
Größe, Abstand und Gleichmäßigkeit des endgültigen Lichtflecks werden auch durch Gehäuse, Kollimations-/Formungsoptik und Treiberbedingungen beeinflusst und sollten anhand von Systemtests bewertet werden.
Hohe Spitzenpuls-Ausgabe
Richtet sich an die Sendeeinheit für die Kurzimpuls-Entfernungsmessung. Hohe Spitzenleistung hilft, die momentane Lichtintensität einer einzelnen Aussendung zu erhöhen, aber die Messreichweite des Systems hängt auch vom Empfänger, Ziel und der optischen Kette ab.
Einzelchip-Integration
Kompakte Lichtaustrittsfenster zusammen mit einer sechslagigen Sendestruktur auf einem Chip können die Komplexität verringern, die durch die separate Positionierung, Verkabelung und Montage mehrerer unabhängiger Laserkristalle entsteht.
Sechs lineare Lichtflecken
Die Spezifikationsabbildung zeigt sechs parallele lineare Lichtaustrittsmuster und kann als anschauliche Grundlage zur Erklärung der Mehrfachsenderlagenstruktur dienen. Die tatsächliche Gleichmäßigkeit der Energie muss durch Lieferantendaten bestätigt werden.
Sechs Lagen lineare Lichtflecken: machen strukturelle Vorteile anschaulicher
Die Originalabbildung in der Spezifikation zeigt sechs parallele purpurrote Linienlichtflecken. Dieses Bild dient zur Darstellung der Lichtfleckform und nicht als Nachweis für Leistungsuniformität, Fernfeldgröße oder systemgemessene Reichweite.
Nahinfrarotlaser, eines der häufig verwendeten Sende-Bänder in Entfernungsmesssystemen
905 nm liegt im nahen Infrarotbereich, das menschliche Auge kann das Licht normalerweise nicht sehen, daher kann man nicht mit bloßem Auge beurteilen, ob es leuchtet, in welche Richtung der Strahl geht oder ob eine Expositionsgefahr besteht. In Kombination mit geeigneter Pulsansteuerung und Empfangskette kann es in Anwendungen wie Laserdistanzmessung, Lasersensorik und LIDAR verwendet werden.
Die Treiberschaltung liefert einen kontrollierten Spitzenstrom an die Laserdiode, um Nanosekunden-Laserimpulse zu erzeugen.
Die Zieloberfläche reflektiert einen Teil der einfallenden Energie zurück zum optischen Empfangssystem; die Zielreflexion und -ausrichtung beeinflussen die Stärke des Echos.
Der Empfänger registriert die Ankunftszeit des Echos, der Controller schätzt die Entfernung anhand der Laufzeit. Der Laserkristall ist ein Teil der Sendekette und kein komplettes Entfernungsmessgerät.
Niedriger Wellenlängen-Temperaturkoeffizient,
Grundlage für die stabile Lichtausgabe-Design bei Außentemperaturänderungen
Outdoor-Geräte können kalte Morgen, Sonnenaufwärmung und Wärmeänderungen des Gehäuses erleben. Die Emissionswellenlänge der Laserdiode ändert sich mit der Sperrschichttemperatur. Daher sollte man neben der Spitzenleistung auch den Wellenlängen-Temperaturkoeffizienten, den Betriebstemperaturbereich und die System-Temperaturkompensationsstrategie beachten.
Wellenlängen-Temperaturkoeffizient
Typisches Maß für die Änderung der Emissionswellenlänge pro 1 K Temperaturänderung. Verständnis der Temperaturdifferenz von 1 K = 1 °C, typischer Temperaturkoeffizient etwa 0,10 nm pro Grad Celsius.
Geräteauswahl für Außeneinsatzbedingungen
Der Betriebstemperaturbereich bezeichnet die vom Bauteil spezifizierten Arbeitsumgebungsbedingungen und bedeutet nicht, dass an allen Temperaturpunkten Wellenlänge, Leistung oder Strahlform vollständig gleich bleiben. Antriebsstrategie, Wärmewiderstand, Montagekühlung und Betriebszyklus müssen alle in das Systemdesign einbezogen werden.
Temperaturänderung vorhersehbar
Der Temperaturkoeffizient bietet eine typische Referenz für die Wellenlängenschwankung mit der Temperatur, was Systemingenieuren die Planung von Temperaturkompensation, Kalibrierung und Umwelttests erleichtert.
Für Outdoor-Systeme
Die Betriebstemperatur von −40°C bis 85°C hilft bei der Bewertung der Geräteanpassung für unbemannte Plattformen, Außensensoren und Outdoor-Entfernungsmessgeräte.
Konsistenz eher anhand von Daten
Die Integration mehrerer Senderlagen auf einem Chip kann Montageunterschiede bei diskreten Chips reduzieren; Chargenkonsistenz, Lichtfleckuniformität und Leistungsverteilung sollten durch Stichproben, Klassifikation und Zuverlässigkeitsberichte in der Serienproduktion bestätigt werden.
Von UAV-Entfernungsmessung bis zu speziellen optoelektronischen Geräten,
Das Sendeende klein, stark und integrierbar machen
Der PLD905-180W-M dient als gepulster Laseremitter und kann je nach optischem System, Detektor- und Treiberdesign für die folgenden Distanz- und Wahrnehmungsgeräte bewertet werden. Hier werden potenzielle Anwendungsrichtungen beschrieben, was nicht bedeutet, dass ein einzelnes Gerät ein vollständiges System eigenständig realisieren kann.
Drohnen-Entfernungsmessung und Hindernisvermeidung
Es kann für Höhenmessung aus der Luft, Hinderniserkennung in kurzer Entfernung und luftgestützte Laser-Distanzmess-Subsysteme bewertet werden. Das kompakte TO56-Gehäuse eignet sich für die Integration in platzbeschränkte Sender-Module.
Leichtgewicht-IntegrationsrichtungLidar / Lasersensor
Nanosekundenimpulse in Kombination mit der zeitmessenden Empfangskette können zur Bewertung von Distanzsensorlösungen verwendet werden. Die endgültige Detektionsfähigkeit hängt von der Sende- und Empfangsoptik, dem Detektor, Umgebungslicht und Algorithmen ab.
Pulszeit-EntfernungsmessungMilitärische und spezielle optoelektronische Geräte
Es kann als Laseraussendegerät für Distanzmessung, Plattform-Umgebungswahrnehmung und andere spezielle opto-elektronische Ausrüstungen für die Systemauswahl verwendet werden. Eine Validierung muss entsprechend den Umwelt-, Zuverlässigkeits-, elektrischen und optischen Anforderungen des Gesamtsystems durchgeführt werden.
Systemniveau Bewertung und VerifizierungHandgehaltenes Laser-Entfernungsmessgerät
Für tragbare Abstandsmessgeräte kann ein Gesamtkonzept in Bezug auf Spitzenleistung, Impulsbreite, Empfangsapertur und Leistungsaufnahme abgestimmt werden.
Tragbare EntfernungsmessungAußenbau- und Geländevermessung
Unter Bedingungen, in denen Zielentfernung, Umgebungslicht und Zielreflexion dies zulassen, kann es zur Auswahl der Laserquelle für Bauwesen- und Outdoor-Abstandssensorik verwendet werden.
AußenmessungHochzuverlässiges optoelektronisches Modul
Ein einzelner Chip mit mehreren Sendeschichten, Metall-TO56-Gehäuse und klar definierter Betriebstemperaturzone bieten die Grundlage für mechanische, elektrische und umweltbezogene Anpassungen des Sendemoduls.
Bauelementebene PlattformAnwendungshinweis: Dieser Artikel dient der Vorstellung der Geräteanwendung und stellt kein Leistungsversprechen für ein bestimmtes Endgerät dar. Die Langstreckenmessfähigkeit muss durch Tests des vollständigen Geräts unter den Zielbedingungen bestätigt werden.
Verstehen von Spitzenleistung, Pulsenergie und Durchschnittsleistung
„180 W Spitzenleistung“ beschreibt die momentane optische Leistung während des Pulses und bedeutet nicht, dass das Bauteil kontinuierlich 180 W ausgibt. Durch Änderung der Pulsbreite und Wiederholfrequenz können Sie anschaulich sehen, wie sich die theoretische Pulsenergie und der geschätzte mittlere optische Ausgang ändern.
Die obigen Ergebnisse dienen nur dazu, das Verhältnis der Pulsparameter zu verstehen, sind keine Produktprüfwerte und ersetzen nicht die in der Spezifikation angegebenen Standardbedingungen. Es darf nicht ausschließlich mit diesem Rechner beurteilt werden, ob das Gerät unter beliebigen Kombinationen funktioniert.
905 nm Temperaturrunstberechnung im Vergleich zu herkömmlichen Bauteilen
Bei 25°C und 905 nm als Referenz, die tatsächliche Arbeitstemperatur eingeben und den Temperaturkoeffizienten der Wellenlänge im Niedrigbereich von PLD905-180W-M mit der Referenzdrift von 0,28 nm/°C bei herkömmlichen Bauteilen vergleichen.
Betriebstemperatur einstellen
0°C Temperaturänderung relativ zum Referenzpunkt 25°C.
Das Ergebnis basiert auf einer linearen Schätzung unter Verwendung des typischen Temperaturkoeffizienten und dient zum Vergleich des Temperaturdrift-Trends. Die tatsächliche Wellenlänge hängt außerdem von der Chip-Charge, der Sperrschicht-Temperaturverteilung, dem Betrieb und dem thermischen Design ab und wird letztlich durch Testdaten und das offizielle Datenblatt bestimmt.
Übersicht der Schlüsselparameter
Die folgenden Parameter basieren auf dem Datenblatt des PLD905-180W-M (2.0-MP-M/Z). Die Standardwerte der regulären Spezifikationsparameter gelten für eine Umgebungstemperatur von 25 °C; typische Werte garantieren keine vollständige Übereinstimmung mit jedem einzelnen Bauteil.
| Parameter | Symbol | Mindestwert | Typischer Wert | Maximalwert / Nennwert | Einheit |
|---|---|---|---|---|---|
| Emissionswellenlänge | λpeak | 895 | 905 | 915 | nm |
| Spektrale Breite (FWHM) | Δλ | — | 7 | — | nm |
| Wellenlängen-Temperaturkoeffizient | Δλ/ΔT | — | 0.10 | — | nm/K |
| Spitzenleistungsabgabe (Charakteristikparamater) | Popt | 124 | 144 | 182 | W |
| Spitzen-Ausgangsleistung (Kurzzeit-Arbeits-Nennwert) | Ppeak | — | — | 180 | W |
| Schwellstrom | Ith | 0.5 | 0.75 | 1 | A |
| Betriebsstrom | Iop | 20 | 25 | 35 | A |
| Betriebsspannung | Vop | 19.6 | 22 | 26.2 | V |
| Lichtaustrittsbereich Größe (Aperturgröße) | — | — | 110 × 30 | — | μm |
| Strahlabstrahlwinkel (parallel zur pn-Verbindung, FWHM) | Θ∥ | — | 9 | 10 | ° |
| Strahlabstrahlwinkel (senkrecht zur pn-Verbindung, FWHM) | Θ⊥ | — | 25 | 28 | ° |
| Impulsbreite (FWHM) | TP | — | — | 100 | ns |
| Einschaltverhältnis (maximaler Nennwert) | Dc | — | — | 0.1 | % |
| Sperrspannung | VR | — | — | 20 | V |
| Betriebstemperatur | Top | −40 | — | +85 | °C |
| Lagertemperatur | Tstg | −40 | — | +100 | °C |
Standardarbeitsbedingungen laut Spezifikation: Pulsbreite 100 ns, Frequenz 3 kHz, Betriebsstrom 25 A, Umgebungstemperatur 25°C. In der Produktbeschreibung wird angegeben, dass sie für Kurzpulse mit 1–100 ns geeignet ist, die tatsächliche Nutzung muss jedoch den entsprechenden Treiber-, Wärme-Design- und Duty-Cycle-Beschränkungen folgen. Die Peak-Leistungsmerkmale in der Tabelle zeigen typische Werte von 144 W und maximale Werte von 182 W, während der kurzfristige Betriebswert 180 W unter einem anderen Parameterabschnitt angegeben ist; bei der Auswahl sollte man sich an die gemeinsam bestätigten Test- und Nutzungsbedingungen halten.
Arbeitsfenster mithilfe der Gerätekennlinie verstehen
Die Spezifikation gibt die Beziehung zwischen Leistung, Spannung und Strom sowie das Spektrum an, was als Ausgangspunkt für die Auswahl von Treiberschaltungen und optischen Empfangswegen dienen kann. Die in der Abbildung gezeigten Daten sind in Verbindung mit den Testbedingungen auszuwerten.
Leistungs-/Spannungs-/StromcharakteristikDatenblattbedingungen: Impulsbreite 100 ns, Frequenz 3 kHz, Umgebungstemperatur 25°C
Emissionsspektrum-EigenschaftenTypische Zentralwellenlänge 905 nm, typische spektrale Breite 7 nmLaserchip-Leistung erfordert gemeinsame Umsetzung durch Antrieb, thermisches Design und optisches System
Für Hochleistungspuls-Laserdioden gilt: Das Bauteil ist kein sofort einsatzbereites „unabhängiges Entfernungsmessmodul“. Um einen stabilen Lichtausstoß zu erreichen, wird empfohlen, während der Prototyp-Phase gleichzeitig den Antriebspuls, den Wärmepfad der Verpackung, die Strahlformung und die Empfängersynchronisation zu überprüfen.
- Bestätigen Sie, dass der Spitzenstrom, die Pulsbreite und die Wiederholfrequenz des Treibers den Grenzwerten des Datenblatts entsprechen.
- Bewertung der durchschnittlichen thermischen Belastung, der Wärmeleitungsinstallation und der Junction-Temperaturänderung basierend auf Pulsenergie und Tastverhältnis.
- Kollimation oder Formung der Optik für eine sechssträngige lineare Fleckkonfiguration, Messung des Abstands zwischen den Flecken und der Energiegleichmäßigkeit jeder Schicht.
- Überprüfung der zentralen Wellenlänge, Spitzenleistung, Ausrichtung und Empfängerkettensensitivität im Zieltemperaturbereich.
- Durchführung von ESD-Schutz, Lötprozesskontrolle, Kondensschutz und Bewertung der Lasersicherheit des Gesamtsystems.
Lasersicherheits-Hinweis: 905 nm gehört zum unsichtbaren Nahinfrarotbereich
Es darf nicht angenommen werden, dass Sicherheit gegeben ist, nur weil der Strahl mit bloßem Auge nicht sichtbar ist. Das Datenblatt weist darauf hin, dass solcherart Geräte hochkonzentriertes, unsichtbares Infrarotlicht aussenden können, das potenziell schädlich für die Augen ist; das gesamte Produkt muss gemäß den anwendbaren Sicherheitsanforderungen für Laserprodukte wie IEC 60825-1 bewertet und mit Schutzmaßnahmen versehen werden. Während des Betriebs des Geräts sollte der Strahl nicht auf Augen oder Haut treffen, und es sollten elektrostatische Schutzmaßnahmen getroffen werden.
Suche nach geeignetem Konzept für 905-nm-Sendeeinheit mit hohem Spitzenwert und niedriger Temperaturschwankung
Bewertungen von Proben und Systemintegration können in Bezug auf Pulsbreite, Wiederholfrequenz, Betriebstemperaturbereich, Gehäusepins und Strahlstruktur besprochen werden.
