Darbeli lazer diyotunun tepe gücü nasıl hesaplanır

1. Önce hangi tepe gücünün gerektiğini belirleyin

Bir veri sayfası optik tepe gücü, tepe ileri akımı veya elektriksel darbe gücünü verebilir. Bunlar birbirinin yerine geçmez. Bağlantı bütçesi veya menzil hesabı için pencere, mercek, FAC ve fiber kuplajdan sonraki optik tepe gücü kullanılmalıdır.

Sürücünün 10 A verebilmesi, lazer ve optik yolun aynı gücü ürettiği anlamına gelmez. Hesabın ölçülen ortalama optik güçten, darbe enerjisinden, akımdan veya veri sayfası değerinden başladığını açıkça belirtin.

2. Üç temel denklemi kullanın

Düzenli tekrarlanan darbelerde görev çevrimi, darbe genişliği ile tekrar frekansının çarpımıdır. FWHM değeri toplam genişliğe eşit olan dikdörtgen darbe için:

Birimleri tutarlı tutun. 100 ns, 100 × 10^-9 s'dir. Ortalama güç miliwatt ise bölmeden önce watt'a çevirin.

3. Tam sayısal örnek

180 W optik tepe, 100 ns genişlik ve 3 kHz tekrar:

Ters kontrol de aynı derecede önemlidir. Fotodiyot 10 kHz'de 10 mW ortalama ölçerse darbe enerjisi 1 µJ olur. 100 ns FWHM'de dikdörtgen darbe 10 W optik tepe gücüne karşılık gelir.

4. Dikdörtgen olmayan darbeyi düzeltin

Gerçek lazer darbelerinin yükselme ve düşme süreleri vardır. Enerji ve tepe genlikten bir biçim faktörü k tanımlayın:

İdeal dikdörtgende k = 1'dir. Gauss darbede k ≈ 1,0645 olduğundan aynı enerji ve FWHM'de zirve dikdörtgen sonucundan biraz düşüktür. Üçgen darbede k = 0,5'tir; aynı enerjiyi taşımak için genlik iki katına çıkmalıdır.

Yavaş kenarlar, asimetri veya ringing varsa darbeyi kalibre edilmiş dedektörle ölçüp alanı doğrudan entegre edin: E = ∫ P(t) dt. Kullanılabilir tepe kestirimi, osiloskobun en yüksek örneğine değil ölçülen enerjiye dayanmalıdır.

5. Optik ve elektriksel tepeyi ayırın

Elektriksel darbe gücü, darbe tepe bölgesinde yaklaşık gerilim çarpı akımdır. Optik güç dönüşüm verimi kadar düşer: P_opt = η × V_f × I_darbe. 5 V ve 10 A, 50 W elektriksel güçtür; %35 verimle yaklaşık 17,5 W optik çıkış elde edilir.

Bu kestirim sürücü boyutlandırmaya yardım eder, optik ölçümün yerini tutmaz. İleri gerilim akım ve bağlantı sıcaklığıyla değişir, verim yüksek akımda ve sıcaklıkta düşer. Nanosaniye darbelerde yükselme süresi ve döngü endüktansı da verilen enerjiyi değiştirir.

6. Sonucu sınırlar ve ısı ile doğrulayın

Matematiksel olarak doğru bir tepe değeri yine de güvenli olmayabilir. Maksimum tepe akımı, darbe genişliği, görev çevrimi, kasa sıcaklığı ve akım derating değerlerini birlikte kontrol edin. Tepe güç, genişlik ve tekrar frekansı tek bir çalışma kümesidir.

Ortalama ısıyı ortalama optik güçten değil kayıplardan hesaplayın: P_ısı,ort ≈ D × (V_fI_darbe − P_opt) ve kaçak ile sürücü kayıplarını ekleyin. Bir TO56 verici 1 kHz'de rahatken optik tepe sabit kalsa bile 2 kHz'de aşırı ısınabilir.

7. Beş adımlı hesap akışı

1. Ölçülen ortalama optik gücü veya bağlantı bütçesinin gerektirdiği darbe enerjisini kaydedin.
2. Darbe genişliği, tekrar frekansı ve görev çevrimini gerçek sürücü dalga biçiminden alın.
3. Tüm zamanları saniyeye çevirip darbe enerjisini hesaplayın.
4. Etkin darbe genişliğine bölün veya biçim faktörünü uygulayın.
5. Tepe akımı, ortalama ısıyı, görev çevrimi deratingini, sıcaklığı ve lazer güvenlik sınırlarını kontrol edin.

Tepe güç hesaplayıcısı aritmetiği yapar; sonucu cihazın mutlak maksimumlarıyla karşılaştırın. Tepe güç, darbe genişliği ve görev çevrimi yazısı sonucun menzil ve çözünürlüğe etkisini açıklar.