Сделал охлаждение лазера - выпадает роса. Что делать? Опции

[dinam]

Сделал термостабилизатор лазерного диода ADL-66Z51DL на элементе Пельте. Всё это хозяйство питается и управляется от USB. Элемент Пельте запитал от ADP2114 с минимальным выходным напряжением 0,6В. В итоге лазер холоднее окружающей температуры минимум градусов на 5-10 и в росе. Вижу два пути решения проблемы.
1. Стабилизировать температуру чуть-чуть выше окружащей среды. Не понятно на чем (на какой микросхеме) это делать. Т.к. импульсных стабилизаторов напряжения на меньшее напряжение с выходным током не менее 1,5 А я не нашел.
2. Герметизация? Не понятно что и как делать. Ни разу с этим не сталкивался. Скорее всего придется делать именно так, т.к. термостабилизатору может быть придется работать в воде с температурой порядка 40-50 градусов.

[khach]

1. Стабилизировать температуру чуть-чуть выше окружащей среды. Не понятно на чем (на какой микросхеме) это делать. Т.к. импульсных стабилизаторов напряжения на меньшее напряжение с выходным током не менее 1,5 А я не нашел.

Стабилизировать выше точки росы. Обычно плюс 10 градусов цельсия достаточно, но можно и датчик влажности в систему добавить. Второй вариант- стабилизировать на точке росы корпус, плавно запускать лазер, переключать на стабилизацию по температуре кристалла. Выключать в обратном порядке. Просто у работающего лазера корпус сам по себе нагревается выше точки росы.
Герметизация- отдельное большое развлечение, имеет смысл для некорпусированнх лазерных линеек большой мощности.
ЗЫ. и лучше стабилизатор линейным делать- от импульсного наводки почти всегда пролазят в ток накачки луча и в луче видны пульсации в моменты переключения импульсного стабилизатора температуры.
Если возможны резкие включения-выключения лазера, то пельтье желательно питать двуполярным источником (с возможностью подогрева). Или применять feeedforward алгоритмы управления температруры от мощности питания лазера.

[dinam]

Стабилизировать выше точки росы. Обычно плюс 10 градусов цельсия достаточно, но можно и датчик влажности в систему добавить. Второй вариант- стабилизировать на точке росы корпус, плавно запускать лазер, переключать на стабилизацию по температуре кристалла. Выключать в обратном порядке. Просто у работающего лазера корпус сам по себе нагревается выше точки росы.

Сейчас у меня есть нормально работающий несколько лет вариант с подогревом. Там температура стабилизации выбрана около 40 градусов. Хотел сделать получше

ЗЫ. и лучше стабилизатор линейным делать- от импульсного наводки почти всегда пролазят в ток накачки луча и в луче видны пульсации в моменты переключения импульсного стабилизатора температуры.
Если возможны резкие включения-выключения лазера, то пельтье желательно питать двуполярным источником (с возможностью подогрева). Или применять feeedforward алгоритмы управления температруры от мощности питания лазера.

Если стабилизатор сделать линейным, то боюсь мощи USB не хватит. Я думаю пульсации мне не страшны, даже хочу попробовать наоборот добавить переменную составляющую чтобы спеклы уменьшить. Я не смог сообразить на чем сделать импульсный двухполярный стабилизатор. Может какой-нибудь драйвер двигателя приспособить? Но как? Фантазии пока не хватает. Габариты мне важны, на россыпухе делать места нет.

[khach]

Там температура стабилизации выбрана около 40 градусов.

Обычно у лазеров от подогрева пороговый ток растет и крутизна падает. Но некоторые одномодовые требуют определенной температуры.
Так что это по описанию или по спектру смотерть надо.

то боюсь мощи USB не хватит.

А, это проблема. Да, биполярные драйвера пельтье делали на драйверах от движков шаговых (обязательно с дополнительной индуктивностью). Но им как минимум 12 В надо, USB не катит.

[dinam]

В общем определился, буду искать двухполярный стабилизатор. Чтобы температуру можно было и выше и ниже делать. А мощности USB для импульсного стабилизатора как показал эксперимент хватает .
Вопрос герметичности отложу на потом, когда это останется единственным вариантом.

[dinam]

Подниму темку. Намечается проект в котором надо будет использовать лазерные диоды с максимальной температурой корпуса +25 °C. Что интересно, что все (или почти) все лазеры, начинающиеся с RLT имеют такую же максимальную температуру корпуса. Поэтому по новой возникает вопрос герметизации. Ведь получается, что все кто используют эти лазеры сталкиваются с такой проблемой. Буду рад любой помощи.

[Herz]

Может, в дополнение к Пельте вентилятор поставить? Чтобы сушил.

[dinam]

Думал над этим. Т.е лазер охлаждаю, стабилизирую его темперауру и в тоже время обдуваю его теплым воздухом. Некрасиво как-то.

[DS]

В общем определился, буду искать двухполярный стабилизатор. Чтобы температуру можно было и выше и ниже делать. А мощности USB для импульсного стабилизатора как показал эксперимент хватает .
Вопрос герметичности отложу на потом, когда это останется единственным вариантом.

MAX1978 Вам поможет. Как раз полное решение в одном чипе для Вашего случая.

[dinam]

Спасибо, не знал о такой. Цена микросхемы удивляет, но она не принципиальна в данном случае.

[DS]

Спасибо, не знал о такой. Цена микросхемы удивляет, но она не принципиальна в данном случае.

Она для DWDM трансиверов, где цена лазера измеряется в сотнях долларов, так что цена адекватна применению.

[dinam]

Ну ценой лазера меня не напугаешь. Как-то был у меня разговор об использовании лазерного диода Nichia с ценой порядка 4000 EUR. Но что-то не заладилось . Просто цена микросхемки мне показалась немного не адекватна себестоимости.
А по поводу герметизации есть опыт?

[khach]

Пара намеков- более подробно сказать немогу.
Для мощных лазеров с сильно изменяемой в процессе работы выходной мощностью- цифровое управление температурой. Притом конроллер Пельтье знает, какая мощность будет подана на лазер заранее и рассчитывает мощность на холодильнике, учитывая задержку на теплоемкость медных элементов теплоотвода (heatspreder-s). Т.е feed-forward управление с прогнозом. Датчики влажности тоже подешевели- можно точку росы самому рассчитывать. Но это пока благие намерения.
Как финал апофеоза- стабилизация температуры не корпуса, а самого лазерного кристалла по встроенному спектрометру- длина волны плывет с прогревом, темпертаурный коэффициент изветен.

[DS]

Ну ценой лазера меня не напугаешь. Как-то был у меня разговор об использовании лазерного диода Nichia с ценой порядка 4000 EUR. Но что-то не заладилось . Просто цена микросхемки мне показалась немного не адекватна себестоимости.
А по поводу герметизации есть опыт?

11$ за микросхему узкого применения - нормально. Ее же не продают сотнями миллионов.

А что герметизировать собираетесь ? Температура корпуса лазера, скажем 20 градусов, все остальное - горячее, росы не будет.

[dinam]

to khach У меня проблема не со стабилизацией температуры, а с росой, которая выпадает на лазере. Единственный вариант, который я вижу сейчас это герметизация. Но опыта нет в этом вопросе.
P.S. Давно сделан образец с управлением и питанием от USB с габаритами порядка 70х70x60.

to DS Digikey мне показал цену 26.5 баксов.
Температуру корпуса хотелось сделать хотя бы градусов на 10 ниже максимальной, т.е. +15 °C. Летом окружающая температура может быть градусов 30. Рядом греющихся деталей нет, максимум теплые.