レーザー関連の質問

私はレーザー装置を設計したことがありませんが、それらを広範囲に読んでみました。レーザーのさまざまなクラスと、それらに関連する危険性を認識しています。たとえば、ケースが開かれるたびにエミッタをシャットダウンするインターロックの要件について知っています。「まばたき反射」を引き起こすために、クラス2のレーザーが目に見えなければならないことは知っています。ダイオードには、過電圧、過電流、ESDなどから多くの保護が必要であることを知っています。一定の光パワーを維持するには、安定化電流と閉ループフィードバックが必要です。

私の質問は：

1）レーザードライブチップと3端子ダイオードをdigikeyから取得し、データシートに従ってそれらを接続するのと同じくらい簡単ですか？レーザードライブチップは、必要なすべての保護メカニズムを処理できる必要がありますか、それとも、他の形式の保護を処理するために必要な別のデバイスがありますか？

2）使用しているレーザーのクラス、および製品が必要なすべての規制に準拠しているかどうかを判断するためのテストを行う中央規制機関はありますか？

3）1mmコアのプラスチック光ファイバーを使用したレーザーを使用した既知の問題はありますか？POFの透過窓はガラスファイバーとは非常に異なることを知っています。これらの最適な窓の1つは650 nmです。ビームはファイバー内部で狭く留まるでしょうか、それとも分散し始めますか？たとえば、15メートルのPOFを通過した後でも、それは一貫してコリメートされますか？

追加のアプリケーション情報については、実際にはコヒーレントライトやコリメートライトは必要ないことを知っておいてください（安全性の観点から、コヒーレントライトやコリメートライトでない方がいいでしょう）。むしろ、私に必要なのは非常に強力なバルク光源（1 mW以上）です。光源はオン/オフできる必要がありますが、変調する必要はなく、光源自体は情報をエンコードしません。したがって、POFに1 mWを供給することができる他のデバイスがある場合、私はそれを非常に喜んで調査しますが、ほとんどのLEDは500 uWにも対応していないようなので、現時点ではレーザーアプローチを調査しています。 。

1）レーザードライブチップと3端子ダイオードをdigikeyから取得し、データシートに従ってそれらを接続するのと同じくらい簡単ですか？レーザードライブチップは、必要なすべての保護メカニズムを処理できる必要がありますか、それとも、他の形式の保護を処理するために必要な別のデバイスがありますか？

私がよく知っているレーザードライブチップは、DC電力を供給することよりも、レーザーに高速変調を適用することについてのものです。通常、追加の電源回路が必要です。そして、その電源回路は、保護が通常実装される場所です。

別のタイプのドライブチップを念頭に置いている場合は、質問のデータシートにリンクしてください。

2）使用しているレーザーのクラス、および製品が必要なすべての規制に準拠しているかどうかを判断するためのテストを行う中央規制機関はありますか？

米国では、レーザー製品の自己認証はレーザーメーカーの責任です。専門知識がない場合は、そのプロセスを支援するコンサルタントを見つけることができる場合があります。

3）1mmコアのプラスチック光ファイバーを使用したレーザーを使用した既知の問題はありますか？POFの透過ウィンドウとグラスファイバーの違いは非常に異なり、これらの最適ウィンドウの1つは650 nmです。

ビームはファイバー内部で狭く留まるのでしょうか、それとも分散し始めますか？

ファイバーは導波路であり、レーザー出力はファイバーコア内に閉じ込められたままになります。減衰します（距離に応じてパワーが失われます）。というプロセスもあります分散とこれは、ファイバーを通過するのに異なる時間を要するレーザーパワーのさまざまなコンポーネントを意味します---しかし、信号をすばやく切り替えない場合、影響はありません。

編集する：POFとガラスファイバーの主な違いは、透過ウィンドウであっても、POFの減衰がガラスよりもはるかに高いことです。グラスファイバーの減衰は、1 kmあたり1/10 dBで測定されます。POFでの減衰（私が数年前に使用した最後の時間）は、10分の1またはメートルあたりのdB全体で測定されます。

たとえば、POFの15メートル>を通過した後も、それは一貫してコリメートされますか？

信号は依然としてコヒーレントですが、非常に長いファイバーを通過した場合、前述の分散効果によりコヒーレンス長が短くなる可能性があります。

出力ビームは、ファイバーから出るときにかなりの角度（厳密にはコリメートされていません）で発散します。発散は回折効果であり、角度はファイバーコアの直径に反比例します。つまり、POFは小さなコアのファイバーよりも発散角度が低くなります。POFのようなマルチモードファイバーでは、出力発散角もファイバー構造の詳細に依存します。一般に、出力発散角は入力許容角に似ています。

ほとんどのLEDは500 uWにも対応していないようですので、レーザーアプローチを調査しています。

ほとんどのLEDで何ができるかは問題ではありません。ニーズに合ったLEDが1つ見つかったら、それで十分です。そして、十分に長く見えれば、1 mWを生成してPOFに結合するLEDを見つけることができるはずです。しかし、レーザーはそれをより効率的に行うことができるはずです（しかし、おそらくもっと高価です）。

編集：LEDを使用しても安全上の懸念は減らないことに注意してください。1 mWは依然として1 mWであり、依然として危険な場合があります。レーザーとLEDのどちらを使用する場合でも、同じ安全上の予防策（オープンファイバー制御について述べた）が必要になります。近年、規制はすべてLEDの改善された機能に追いついていませんが、それはあなた自身とユーザーを保護するべきではないという意味ではありません。

• あなたはレーザーを必要としません-LEDはあなたが必要とすることをします、利用可能な多くの使用可能なLEDがあり、それらはより簡単に駆動できます。

LASERが特に提供する属性は必要ないことに注意してください。LEDを使用すると、全体的に作業が容易になります。あなたのニーズを簡単に超えるかなりの数のLEDがあります。

仮定：効率=（放射電力）/（DC入力）は大きな問題ではありませんが、高いほど良いです。

650 nM（濃い赤）について言及しているので、ここから始めます。

ほとんどのLEDは、放射の半値幅が広く、以下にリストされているもののほとんどで40度から160度、1つのケースでは6度です。彼のエネルギーをプラスチック光ファイバーに「投入」すると、（おそらく）かなりのエネルギー損失が発生しますが、ターゲットと比較して利用可能なレベルでは、そのような損失は大きな結果にはなりません。広角放射を1mm（POF）または0.2mm（HCS）の光学フィードに変換するための専門ハードウェアがあります。

広大なオーバーキルから始めるために、Luxeon Rebelの深赤色LEDは、〜= 1ワット入力で、選択したモデルとビンに応じて、約35％〜45％の光/ DC効率で250 mW〜350 mWの放射測定出力を生成します。この1 mWを光ファイバーに結合することは、「やり過ぎないようにする」必要があります。実際には、はるかに低い電力レベルで十分です。

Luxeon RebelおよびRebel ESカラーポートフォリオ -表1の5ページを参照。

Luxeon反逆者LEDに一般的に適用できる一連のテクニカルガイド

もう1つの極端な例は、1 mm POF「ランチャー」が組み込まれたLEDで、0.5 mの1 mm POFまたは5 mの0.2 mm HCSファイバーの遠端で最大1 mWの最大出力を60 mAのLED電流で生成します。以下のデータシートの7ページの表と注3を参照してください。これは最大定格（最大0.8 dBm）であるため、仕様をいくらか下回っていますが、要件の達成可能性を示しています

Avago HFBR-1527ETZ LEDトランスミッターデータシート

Digikeyから$ 13.67 / 1

間に：

高度なフォトニクス950 nMエミッター、50 mA LED電流で18 mW最小22 mW標準の光出力。SOT23パッケージ。140度の放射角度。

Osram 850 nMエミッター

25 mW /ステラジアン（20 mA、1Aで950 mW）（120度、プラチナドラゴン）

例-OSRAMチッピングFH4056、850 nM、44度、mAあたり約0.6 mW、25 Cで<= 70 mA連続、85 Cで〜= 20 mAにディレーティング（まだ~~ = 10 mWを出力）

製品ページとデータシート

Roithnerレーザーダイオード-IRとUV-いくつかの素敵なもの-価格を読む前に座ってください。

LED適合性：

適度にパワフルな「深い赤色」のLEDがニーズを十分に満たすようです。以下のLuxeon Rebel Deep Redの例は、必要に応じて数ワットを提供しますが、はるかに低い電力レベルで操作できます。これは、他のトップLEDメーカーのLEDから何が達成できるかを表しています。（オスラム、アバゴ、ソウルセミ、ニチア、クリーなど...）

約1 mWで10 mWの場合、20 mAのLEDから約5 mWが予想され、はるかに高い入力電力で数ドルしかかかりません。

例のみ-Luxeon Rebel -mAあたり約1 mWの光出力。これは350 mAで、〜+ 1ワットであり、mAが減少するとわずかに良くなります。

そして、波長は必要に応じて