Очень содержательно обсуждение интересующего и меня вопроса. Правда у меня задача несколько другая, но тоже связана с лазерным диодом. Изучил довольно много литературы, но остался ряд концептуальных вопросов.
Понятно, что для обесечения долголетия лазера его надо защищать от перегрева (дефформация зеркал), перенапряжения и превышения тока (тоже эффект наверное больше термический). При этом обеспечение постоянной световой мощности, контролируемой петлей фотодиод - источник тока, выходит на первый план (включение и выключение - отдельная песня).
Естественно, что петля обратной связи имеет конечное быстродействие, более того для обеспечения стабильности (отсутствие генерации) это быстродействие предется уменьшить (местные обратные связи). С другой стороны лазерный диод может быть поврежден даже коротким импульсом (проскакивало здесь значение выраженное в наносекундах т.е. порядок 100 МГц). Есть еще опасность попадания в лазер отраженного света (по закону бутерброда зеркальная мыльница попадет под луч и точно отразит назад), в этом случае при фиксированном токе световая мощность возрастет и лазер опять погиб?
Возникает и проблема модуляции - если обратная связь бесконечно быстрая, то модуляции не будет (связь компенсирует все изменения), если медленная, то лазерный диод сгорит. Да и как, интересно, конролировать световую мощность в импульсе 10-20 нс? Петля, как мне кажется, не успеет.
Буду рад услышать Ваше мнение по данному вопросу.

Если ток находится в пределах допустимого по паспорту, лазер не сгорит. Поэтому стабилизация мощности - вещь вторичная. Главное - качественный источник тока, который ни при каких обстоятельствах не позволит току выскочить за допустимые пределы.
Отражение вещь, конечно, тоже серьезная, но тут надо оценивать, сколько может излучения вернуться. Если все 100 %, то надо предусматривать оптику, которая это предотвратит, небольшие блики лазеру не повредят. Зеркало ПП лазера отражает 30-40 %, если я правильно помню, поэтому для существенного изменения мощности надо возвращать сравнимое количество света.
Обратную связь по мощности лучше делать настолько медленной, на сколько позволяет задача.

2DS
А как быть при необходимости модулировать лазер и если импульс проскакивает редко? Достаточно ли будет ограничить ток лазера максимально допустимым и забыть про температуру и прочее? Как в этом случае контролировать оптическую мощность - петля фотодиод-усилитель даст некую интергральную величину, которая очень сильно зависит от скважности импульсов.
У analog.com прочитал, что необходимо задавать два тока - ток смещения (дабы выйти на линейный учаток) и ток модуляции. Но из описания драйвера ADN2871, как я понял, фотодиод управляет только начальной световой мощностью. В идеале, хотелось бы запоминать два уровня световой мощности (ноль и единица) и корректировать их значение в зависмости от температуры и времени жизни лазера. Но даже для импульсов порядка 100 нс эта задача довольно сложная, а для 10 нс еще хуже. Можно конечно интегрировать входной цифровой сигнал и корректировать среднюю световую мощность - если единиц мало, то и средняя мощность меньше, но входной параметр один - средний ток фотодиода, а на выходе два коэффициента - ток модуляции и ток смещения.

Если нужна быстрая и линейная модуляция, то подставка действительно нужна. Иначе включение генерации может запаздывать. В импульсном режиме единственный разумный подход - замерять амплидуту импульса с фотодиода и вносить в ток коррекцию к следующему импульсу. Стабилизировать мощность во время короткого импульса бессмысленно.
Подставку держать сложно. Если высокие требования к силе света - надо использовать внешний модулятор, а лазер использовать в режиме CW.

Что такое "подставка"?

Замерять амплитуду импульса можно, но геморойно - шустрый усилитель + выборка-хранение+(по хорошему) оцифровка +ЦАП. Можно специально микроконтроллер поставить или FPGA. Однако...

Сравнивать среднюю световую мощность с проинтегрированным значением логического входа более привлекательно, но непонятно как.

Маленько еще репу почешу может есть какой выход.

Наверное, это ток, превышающий некий порог, за которым начинается резонансная генерация света.

Вы бы задачу конкретизировали - глядишь, выход бы и нашёлся.

Задача - запитать лазерный диод для ВОЛС. Возможность работы в непрерывном (требование - стабильность 0,5% в течении 5 часов) и модулированном режиме (модуляция от 10 кГц до 10 МГц, требование - стабильность импульса 5%).

Тогда надо УВХ, микроконтроллер и ЦАП. Только если Вы будете использовать лазер с волокном, для дочности в 5%, не говоря уже о 0.5% надо использовать волоконный ответвитель с фотодиодом, а не внутренний диод лазера. Из-за температурных расширений коэффициент попадания в волокно может серьезно меняться.

А каковы параметры модуляции? Мощность в паузе, длительность импульса?

2Stanislav
Мощность в паузе минимальна. Как я понял ЛД не любят работать без смещения - видимо при импульсе увеличиваются температурные градиенты. Поэтому предполагаю, что это та самая подставка.
Модулированный сигнал - первоначально одиночная единица, а затем (возможно) серия единиц и нулей (кусок ПСП). Длительность единицы и паузы между единицами - от 100 нс до 100 мкс. Время между пачками - десятки миллисекунд.

2Stanislav
На 3-й странице приведен улученный вариант Вашей схемы с R4. Что-то на счет увеличения стабильности работы на ВЧ не понятно.
Как мне представляется, данный резистор будет компенсировать входные токи ОУ (при условии что эти токи одинаковы для + и - входов ОУ), а вот к образованию местной ОС отношения не имеет (более того если играли паразитные емкости монтажа, то теперь по + и - их действие приемно сравняется).

Как Вы считаете применительно к Вашей схеме, ОУ с каким быстродействием будет лучше?

Дальномер делаете? Или датчик какой-то?

Между входами ОУ всегда есть ёмкость. Наличие доп. резистора приводит к уменьшению скорости изменения напряжения между входами, а также уменьшает перегрузку входного каскада при резком изменении тока на входе, что эквивалентно включению корректирующей цепи на входе ОУ. Правда, такой способ не гарантирует устойчивости, если опер "загудел".

В принципе, такая схема способна решить Вашу задачу, хотя и должна быть доработана для соответствия конкретным условиям. ОУ потребуется достаточно шустрый, с частотой ед. усиления порядка сотен мегагерц, благо сейчас это не проблема. Возможно также применение трансимпедансного усилителя.
Для того, чтобы осуществить конкретный расчёт, нужны параметры лазера, а также, если это возможно, параметры внутренней ОС.

Дальномер.



Сразу не вспомню, но где-то я встречал такое - "коррекция грубой силой" - возможно Хоровиц, но сейчас поискал не нашел. Но что-то мне не нравится в этом. По моим представлениям устойчивость схемы будет только хуже, поскольку в петле местной обратной связи появится дополнительная интегрирующая RC цепь - дополнительный сдвиг фазы.



Однако на модели только LM124 не заводится (ORCAD 9.2). У меня складывается представление, что проблема в паре лазер-диод. Их задержка - фазовый сдвиг - генерация. Хочу попробовать с реальными компонентами, но "сикаю" - лазер 100$. Ток ограничил, но при генерации возможно всякое - паразитный LC контур, резонанс и.... Особенно для частот 10-50 МГц.

Я тоже такое замечал. Подаю на лазер ток, а фотодиод начинает генерировать ток через 0.5 микросекунд, если мне память не изменяет.

500 нс - это время развития генерации в лазере, если не было подставки тока. Быстродействие фотодиода - единицы нс, никак не должно влиять на работу петли обратной связи.
Играйтесь для начала с 5 долларовыми лазерами, пока гореть не перестанут. Для начала они у Вас будут гореть по самым разным причинам, не только из-за системы стабилизации. У меня есть знакомые, у которых лазера горели при включении в комнате лампы дневного света.