Лазерный диод, как выставить оптическую мощность? Опции

[-= Александр =-]

Добрый день!
Впервые попал мне в руки лазерный диод. Хотел сделать стабилизацию оптической мощности по фотодиоду, но наткнулся на нехилый разброс его параметров. На 20 мВт он выдает от 0.2 до 1 мА. Типичное значение 0.6 мА. Что же делать? Выставить на 0.6 и не париться или каким-то образом калибровать каждый новый диод?

Вот параметры:


И может кто-нибудь подкинет схемку драйвера для диода с общим катодом, дабы велосипед не изобретать?

[Alex11]

Калибровать обязательно, если только не работаете на сильно пониженной мощности. Иначе можно выдать все 60 мВт вместо 20 номинальных, а лазеры этого не любят совсем. Чтобы Вам подсказали драйвер - напишите, что от него хотите. Хотя бы скорость. Или у Вас постоянное свечение?

[alexunder]

В зависимости от применения можно еще обратную связь добавить для стабилизации.

[khach]

В ультрафиолетовых диодах с обратной связью по встроенному фотодиоду есть проблемы. В зависимости от оптической моды лазера на фотодиод попадает разное количество света и соответственно фототок скачет. Проблему до конца так и не решили, единственное надежно работавшее решение- бимсплиттер после коллиматора и внешний фотодиод.

[-= Александр =-]

единственное надежно работавшее решение- бимсплиттер после коллиматора и внешний фотодиод.

А где его взять простому человеку, не связанному со всякий хитрой оптикой? В приводах дисков есть такие штуки?

Добавлю про драйвер - нужна простая модуляция, несколько десятков килогерц.

[alexunder]

А где его взять простому человеку, не связанному со всякий хитрой оптикой? В приводах дисков есть такие штуки?
Добавлю про драйвер - нужна простая модуляция, несколько десятков килогерц.

Поэкспериментируйте с вашим диодом сначала, может вас устроит обычный ФД в ОС. Схем в Интернете должно быть полно, и да, калибровать каждый ЛД придется скорее всего.

[vladec]

Александр
Представляется, Вам лучше использовать специализированный драйвер, лазерного диода. Из более или менее доступного посмотрите здесь:
http://www.ichaus.de/keyword/Laser%20Diode...20LED%20Drivers

[-= Александр =-]

Поэкспериментируйте с вашим диодом сначала, может вас устроит обычный ФД в ОС. Схем в Интернете должно быть полно, и да, калибровать каждый ЛД придется скорее всего.

В том-то и вопрос - от чего плясать во время калибровки? Ток фотодиода свежего холодного лазера брать за эталон? Оптическую мощность померить нечем, разве что на глаз, но глаз жалко.
Диодов у меня с запасом, пойду эксперименты ставить...

З.ы. лазер нужен для засветки фоторезиста в любительской установке, так что требований к нему особых не предъявляется - главное чтоб светил более-менее одинаково и не дох как можно дольше. Товарищи уже делали простой стабилизатор тока - работает вроде. Но хочется правильно сделать, чтоб диоды лазерные не менять раз в месяц и выдержку не регулировать под температуру в мастерской.

[khach]

Если это не метрологическая задача- просто забить на калибровку. Диоды фиолетовые достаточно дубовые, +-10% мощности выдержат спокойно и на времени жизни это сильно не скажется.
А для этого внутреннего диода достаточно.

[-= Александр =-]

достаточно дубовые, +-10% мощности выдержат спокойно

А как же понять, что я попал в эти +-10% не имея внешнего измерителя мощности излучения?
Там разброс тока лазера и фототока +- километр от диода к диоду в даташите указан.

20 мВт электропотребления == 20 мВт оптической мощности при нормальных условиях?
Или ток лазера 15 мА == 20 мВт?
Или ток фотодиода 0,6 мА == 20 мВт?
Кто из них точнее?

[khach]

А как же понять,

Treshhold current (пороговый ток генерации) измерить, плавно повышая тока накачки лазера и смотря на экран ( кусок белой бумаги) на момент начала генерации. Потом пересчитывать мощность по slope efficiency- она практически постоянна для данной конструкции диода.
Если уж очень нужна метрология ( из сучкой и мухоморов)- взять мелкий элемент пельтье , прилепить к нему SMD резистор, дать мощность на резистор сравнимую с мощностью лазера, замерить ЭДС пельте, отключить калибровочный резистор и закоптить рабочую поверхность пельтье сажей на свечке. Вторая сторона пельте на термоотводе ( радиаторе). До 100 мвт излучения качать такой лазер будет полностью безопасно с такой метрологией.

[alexunder]

20 мВт электропотребления == 20 мВт оптической мощности при нормальных условиях?

Это если внешний квантовый выход равен 100% чего не бывает в природе.

Или ток лазера 15 мА == 20 мВт?

Питать лазер от источника стабильного постоянного тока можно, если работаете при мощностях, не вызывающих заметный нагрев. Есть есть нагрев, то интенсивность будет снижаться. Посему в идеале следят за фототоком фотодиода (тут нужно учесть все замечания khach).

Что за задача у вас?

[-= Александр =-]

Что за задача у вас?

Конечная цель описана выше - засветка фоторезиста.
Конкретно сейчас задача - получить паспортные 20 мВт оптической мощности, не угробив при этом диод.
Задача чуть дальше - удержать эти 20 мВт при изменении температуры.

Treshhold current (пороговый ток генерации) измерить, плавно повышая тока накачки лазера и смотря на экран ( кусок белой бумаги) на момент начала генерации. Потом пересчитывать мощность по slope efficiency- она практически постоянна для данной конструкции диода.

До начала генерации оптическую мощность можно принять за ноль?

[khach]

Конечная цель описана выше - засветка фоторезиста.
Конкретно сейчас задача - получить паспортные 20 мВт оптической мощности, не угробив при этом диод.
Задача чуть дальше - удержать эти 20 мВт при изменении температуры.

При 20 мвт 150 мвт диод угробить не получиться. На самом деле УФ диоды вообще спалить сложно- они скорее переходят в роллоф режим ( потеря дифференциальной эффективности из за самонагрева), чем сгорают по COD, как красные и инфракрасные диоды.
По температуре проще застабилизировать температуру корпуса диода. Т.к если просто держать постоянную мощность при нагреве, то диод все равно будет плыть по длине волны ( скакать по оптическим модам резонатора) а для засветки фоторезиста это может быть критично. Если конечно нормы засветки микронные.

До начала генерации оптическую мощность можно принять за ноль?

Оптическая мощность меньше милливата до порога генерации. Обычно можно пренебречь.

[mdmitry]

По температуре проще застабилизировать температуру корпуса диода. Т.к если просто держать постоянную мощность при нагреве, то диод все равно будет плыть по длине волны ( скакать по оптическим модам резонатора) а для засветки фоторезиста это может быть критично. Если конечно нормы засветки микронные.

И не забыть о том, что с нагревом будут плыть характеристики встроенного фотодиода.

[Самоделкин]

При 20 мвт 150 мвт диод угробить не получиться. На самом деле УФ диоды вообще спалить сложно- они скорее переходят в роллоф режим ( потеря дифференциальной эффективности из за самонагрева), чем сгорают по COD, как красные и инфракрасные диоды.
По температуре проще застабилизировать температуру корпуса диода. Т.к если просто держать постоянную мощность при нагреве, то диод все равно будет плыть по длине волны ( скакать по оптическим модам резонатора) а для засветки фоторезиста это может быть критично. Если конечно нормы засветки микронные.

Оптическая мощность меньше милливата до порога генерации. Обычно можно пренебречь.

Если разговор идет про устройство для засветки фоторезистора на РадиоКоте то там лазер работает в импульсном режиме и можете не сильно "парится" выставить ток ( стабилизатор и радиатор для диода обязательно ) и не морочить ...... .
А если есть желание измерить мощность то придется повозиться . На сайтах по лазерной технике есть описания . Самые простые на элементах Пельтье .

[alexunder]

И не забыть о том, что с нагревом будут плыть характеристики встроенного фотодиода.

во время засветки температура не играет большой роли. Темновой ток и связанный с ним шум сильно зависят от Т, но у автора засветка.

Конечная цель описана выше - засветка фоторезиста.
Конкретно сейчас задача - получить паспортные 20 мВт оптической мощности, не угробив при этом диод.
Задача чуть дальше - удержать эти 20 мВт при изменении температуры.

Ясно. Должно работать, имхо, без особых усилий по стабилизации. Сделайте для начала вообще без стабилизации и измерьте абсолютную мощность, если так важно выставить 20мВт (возьмите в аренду калиброванный измеритель мощности, снимите отклик ЛД). Затем делать стабилизацию по Т корпуса, как предложили выше.

а для засветки фоторезиста это может быть критично. Если конечно нормы засветки микронные.

если задача для плат, то там i-line фоторезист и толщина его пленки >5 мкм так что вариация в пару-тройку нанометров длины волны излучателя погоду не испортит.

P.S. Автор, в свое время для фотолитографии я применял ртутную лампу среднего давления. Засвечивал через маску (прозрачная пленка, печать на лазернике с посл. обработкой). Результат превосходный.

[-= Александр =-]

Если разговор идет про устройство для засветки фоторезистора на РадиоКоте

Да, это то самое устройство. Просто пока детальки в пути и руки не дошли все собирать - изучаю теорию и думаю что как правильней сделать.

P.S. Автор, в свое время для фотолитографии я применял ртутную лампу среднего давления. Засвечивал через маску (прозрачная пленка, печать на лазернике с посл. обработкой). Результат превосходный.

Лампы и трафареты - пройденный этап. Старые хорошие принтеры вымерли, а чтоб на современном результат получить - сплошные пляски с бубном. При том и пляски и бубны разные, а результата один фиг нормального не получается - контрастность фиговая. А тут ни принтер не нужен, ни пленка, да и разрешение очень приличное получается.

[alexunder]

Лампы и трафареты - пройденный этап. Старые хорошие принтеры вымерли, а чтоб на современном результат получить - сплошные пляски с бубном. При том и пляски и бубны разные, а результата один фиг нормального не получается - контрастность фиговая.

Да, я хорошо знаком с этими проблемами. Контраст довольно легко улучшается. После печати шаблона на прозрачной пленке, обрабатывал сторону печати в парах ацетона, под действием которого частички тонера разбухали и напечатанные области становились абсолютно непрозрачными. Чернота была изумительная. Об этом способе, кстати, с форума и узнал когда-то давно.

А тут ни принтер не нужен, ни пленка, да и разрешение очень приличное получается.

Не поделитесь ссылкой на приборчик?

На прошлой работе у нас был покупной аппарат для лазерной литографии на кремнии итальянского производства. Там стоял 405нм лазер, прецизионный XYZ столик и все что полагается. Отличительной особенностью конструкции было опто-аккустическое зеркало, благодаря которому лазерный луч быстро засвечивал полигоны нужной формы.

[-= Александр =-]

Да, я хорошо знаком с этими проблемами. Контраст довольно легко улучшается. После печати шаблона на прозрачной пленке, обрабатывал сторону печати в парах ацетона, под действием которого частички тонера разбухали и напечатанные области становились абсолютно непрозрачными. Чернота была изумительная. Об этом способе, кстати, с форума и узнал когда-то давно.


Не поделитесь ссылкой на приборчик?

Вот тема: http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=8&t=119089

А про ацетон - муторно с ним, вони много и после перезаправки принтера тоже не спасает.