Design der Laserdiodentreiberschaltung

In diesem Tutorial zeigen wir Ihnen, wie Sie eine Laserdiode an eine elektronische Schaltung anschließen. Im Vergleich zum LED-Licht ist das Laserlicht hoch konzentriert und hat einen kleineren und engeren Betrachtungswinkel. Zum Anschließen einer Laserdiode an eine elektronische Schaltung benötigen wir eine Laserdiodentreiberschaltung.

Erforderliche Komponenten

• Laserdiodenmodul (650 nm, 5 mW)
• Spannungsregler-IC LM317
• 1µF Elektrolytkondensator
• 0,1 uF Keramikkondensator
• 300Ω Widerstand
• 10k Potentiometer
• Batterie 9v

Schaltplan

Laserdiodentreiberschaltung

Eine Laserdiodentreiberschaltung ist eine Schaltung, die zur Begrenzung des Stroms verwendet wird und dann die Laserdiode versorgt , damit sie ordnungsgemäß funktioniert. Wenn wir es direkt an die Stromversorgung anschließen, wird es aufgrund von mehr Strom beschädigt. Wenn der Strom niedrig ist, funktioniert er nicht, da nicht genügend Strom zum Starten vorhanden ist. Daher wird eine Treiberschaltung benötigt, um einen korrekten Stromwert bereitzustellen, durch den die Laserdiode in den Betriebszustand versetzt wird. Eine einfache LED benötigt nur einen Widerstand, um den Strom zu begrenzen, aber in der Laserdiode benötigen wir geeignete Schaltkreise, um den Strom zu begrenzen und zu regulieren. Im Allgemeinen wird LM317 zur Regelung der Leistung in Laserdiodentreiberschaltungen verwendet.

Laserdiode (650 nm, 5 mW)

Eine Laserdiode ist eine Vorrichtung, das Licht emittiert, das durch das Verfahren der optischen Verstärkung abhängen stimulierte Emission von elektromagnetischer Strahlung, in einfacher wir es Laserlicht sagen können . Die vollständige Form von Laser ist „ L ight A mplification durch S timulated E Mission R adiation“. Ein Laserlicht unterscheidet sich von anderen Lichtquellen, da es das Licht kohärent, räumlich und zeitlich freisetzt . Laserlicht ist monochromatischIn der Natur bedeutet dies, dass es sich nur um ein Licht mit derselben Wellenlänge und Energie handelt, nicht um eine Kombination von Lichtfarben.

1. Aufbau einer Laserdiode

Die Laserdiode besteht aus zwei Halbleitern, die zusammengeschliffen sind. Auf der Oberseite befindet sich Galliumarsenid, dessen Eigenschaft zu stark von einem Elektron ausgefüllt ist, da es Löcher aufweist. Der Halbleiter, der Elektronen aufnimmt, wird als P-Halbleiter bezeichnet. Im unteren Teil befindet sich Galliumarsenid & Selen, dessen Eigenschaft es ist, ein Loch zu füllen, da es ein zusätzliches Elektron enthält. Die Halbleiter, die zusätzliches Elektron liefern, werden als N-Halbleiter bezeichnet. Dieses Konstruktionsformat erzeugt einen PN-Übergang zwischen ihnen, in dem Laserlicht erzeugt wird.

2.Arbeiten der Laserdiode

Wenn Strom durch einen Halbleiter fließt, fließen sowohl negativ geladene Elektronen als auch positiv geladene Löcher in Richtung des PN-Übergangs. Wenn sich ein Elektron und ein Loch verbinden, verliert es aufgrund des Vorhandenseins eines Lochs mit einem niedrigeren Energieniveau als das Elektron etwas Energie, um sich mit einem Elektron zu verbinden. Diese Energie kommt in Form eines Photons heraus. Zum Einfangen dieses Lichtphotons ist die Ober- und Unterseite des PN-Übergangs mit verspiegeltem Material beschichtet. Dann ermutigte dieses Photon andere Löcher und Elektronen, Photonen zu kombinieren und freizusetzen. Dieser Prozess endet, wenn die gesamte PN mit Laserlicht gefüllt ist und dann kontinuierlich Laserlicht nach außen durch sie emittiert.

3. Anwendungen

• Industrielle Anwendungen: Gravieren, Schneiden, Ritzen, Bohren, Schweißen usw.
• Medizinische Anwendungen: zur Entfernung unerwünschter Gewebe, Diagnostik von Krebszellen mittels Fluoreszenz, Zahnmedikation.
• Telekommunikation
• Militärische Anwendung
• Datenspeicher

Spannungsregler-IC LM317

Es ist ein einstellbarer Spannungsregler-IC mit drei Anschlüssen, der eine Ausgangsspannung von 1,25 V bis 37 V liefern kann. Was wir je nach Bedarf variieren können, indem wir zwei externe Widerstände auf der einstellbaren PIN des LM317 verwenden. Diese beiden Widerstände arbeiten als Spannungsteilerschaltung, die zum Erhöhen oder Verringern der Ausgangsspannung verwendet wird. Der LM317 IC hilft bei der Strombegrenzung, dem Schutz vor thermischer Überlastung und dem Schutz des sicheren Betriebsbereichs. Wenn wir die einstellbare Klemme immer noch abklemmen, hilft LM317 beim Überlastschutz. Es hat eine typische Leitungs- und Lastregelung von 0,1%.

PIN NR.	PIN-Name	PIN Beschreibung
1	Einstellen	Wir können den Vout über diesen Pin einstellen, indem wir ihn an die Widerstandsteilerschaltung anschließen.
2	Ausgabe	Ausgangsspannungsstift (Vout)
3	Eingang	Eingangsspannungsstift (Vin)

Funktionsweise der Laserdiodentreiberschaltung

Wenn die Batterie mit der Versorgung beginnt, fließt sie zuerst durch den Keramikkondensator (0.1uf). Dieser Kondensator dient zum Filtern von hochfrequentem Rauschen von unserer Gleichstromquelle und gibt den Eingang PIN3 des Spannungsregler-IC LM317 an. Das Potentiometer (10k) und der Widerstand werden als Spannungsbegrenzungsschaltung verwendet, die mit der einstellbaren PIN1 verbunden ist. Die Ausgangsspannung hängt vollständig vom Wert dieser Widerstände und Potentiometer ab. Dann wird die Ausgangsspannung von der Ausgangspin2 herausgenommen und diese Spannung vom zweiten Kondensator (1uf) herausgefiltert. Dieser Kondensator verhält sich wie ein Lastausgleicher zum Filtern der schwankenden Signale. Wir können die Intensität des Laserlichts einstellen, indem wir das Potentiometer bewegen.