半導体レーザーの使い方

ファイバー結合型半導体レーザー105um、135um、200um、その他の異なるファイバーコア直径の出力が含まれます。 レーザー出力は数十ワットから数十キロワットの範囲にあり、出力波長は400nmから1000nmをカバーします。 複数の単管結合、高い信頼性、反射防止保護を備えています。 、高い光電変換率、広い波長範囲などの特性により、工業加工、精密加工、医療美容、科学研究、センシング検出、照明などの分野で広く使用されています。

この操作ガイドは、誰でも半導体レーザーモジュールを上手に操作できるようガイドします。 特に空冷レーザーの顧客にとって、この標準設置プロセスは特に重要です。

安全上のご注意
通常の状況では、曲げられたファイバーから光が散乱されることはほとんどなく (曲げ損失により)、比較的安全です。 ただし、レーザーモジュールの電源が入っている限り、ファイバーの損傷/溶解による突然の強い光漏れを防ぐために目を保護する必要があります。 レベル 4 の赤外線レーザー安全基準を厳守し、目や皮膚の保護対策を講じてください。

回路接続
1. 静電気保護
静電気放電は、半導体レーザーの予期せぬ故障の重要な原因の 1 つです。 レーザーの設置は訓練を受けた担当者が行う必要があります。 作業中は静電気防止用リストストラップを着用し、作業台を接地する必要があります。
レーザーモジュールには静電気防止材が梱包されており、各デバイスの正極と負極のリード線は静電気散逸材で短絡されています。 ピンの静電気防止保護ワイヤは、レーザー モジュールのピンが電源に接続された後にのみ取り外すことができます。 。
2. 電源供給
電源の電圧または電流がレーザー モジュールの最大許容値 (製品仕様書に記載) を超えると、ダイオードが損傷する可能性があります。 電源には、過電流および過電圧保護、および過渡抑制機能が必要です。
複数のレーザーモジュールを直列に使用する場合、デバイスとアース間の故障を防ぐために、電極間の最大電圧は 75V 未満にすることをお勧めします。
3. 電極溶接
「プラグ アンド プレイ」電源方式は、短期間の使用またはテストにのみ適しています。 長期間使用する場合は、直接溶接で電源を供給してください。 溶接の最高温度は 300 度を超えてはならず、溶接時間は 10 秒を超えてはなりません。
電極ピンを曲げたり切断したりすると、レーザモジュールの気密性や信頼性に影響を与える可能性がありますので、電極ピンの曲げや切断は推奨しません。

光ファイバーの仕上げ
ファイバーの損傷を避けるために、ファイバーをコイル状にする必要があります。 保管および輸送する場合、光ファイバーの曲げ半径はファイバー直径の 200 倍以上である必要があります。 レーザーが動作しているときは、光ファイバーの曲げ半径を大きくする必要があります。詳細については、以下の表を参照してください。

出力が 800W 以上の光パワー半導体レーザーの場合、曲げ半径は適切に 20-50% 増加する必要があります。

半導体レーザー戻り防止ライト
~1 ミクロン帯のレーザーによるレーザー ダイオードの損傷を防ぐために、レーザー モジュール内に 2 色のフィルターが取り付けられていますが、考慮すべき状況がまだ 2 つあります。
まず、デュアル カラー フィルターは 9XXnm の戻り光や残留ポンプ光を防ぐことができません (たとえば、双方向ポンプ ファイバー レーザーでは、すべてのポンプ光がアクティブ ファイバーに吸収されるわけではありません)。 レーザー ダイオードの損傷を避けるために、返される 9XXnm 光はレーザー モジュールの最大出力パワーの 2.5% 以内に制御される必要があります。
第二に、2 色フィルターはレーザー ダイオードを保護するために高度な分離を備えていますが、約 1 ミクロンの戻り光強度はレーザー モジュールの戻り光処理能力を超えないように制御する必要があります。 1 秒あたりの約 1 ミクロンの戻り光エネルギーは 10 ジュールを超えることはできません (例: 10 ワットの連続光、または 10 キロワットの電力でも持続時間は 1 ミリ秒未満)。

半導体レーザーのテストと使用
1. 出力の準備
最大駆動電流下では、レーザモジュールの出力ファイバ端面からの反射光がレーザ内部に戻り、レーザダイオードの出力低下を引き起こす可能性があり、ひどい場合にはレーザ故障の直接的な原因となります。失敗する。 レーザーの損傷を避けるために、レーザー モジュールの出力パワーをテストする前に、出力ファイバーに反射防止コーティングが施された出力ファイバーを接続するか、出力ファイバーの端面を 8 度のベベル角度で切断または研磨する必要があります。その後、出力電力を再度テストします。

2. レーザーの駆動方法
一般に、レーザー ダイオードの信頼性は、総動作時間に対する光モジュールの特定のパワーでのレーザー使用時間の割合に関係すると考えられています。 ただし、連続動作とパルス動作などの異なる駆動方法（立ち上がり/立ち下がり時間、デューティサイクル、周波数などが異なる）を使用するなど、各顧客の実際のアプリケーション方法の多様性を考慮します。 このようにパラメータ空間が広いため、さまざまなモードで信頼性モデルを完全にセットアップして構築することは不可能になります。
レーザーの信頼性の低下を避けるために、レーザーは約 25 度の冷却プレート上に設置する必要があり、同時にピーク動作電流が定格最大電流を超えないようにする必要があります。 特にパルス動作モードでは、電流のオーバーシュートを回避する必要があります。 レーザーが長時間パルスモードで動作する場合、レーザー駆動の立ち上がり/立ち下がり時間を 10μs より大きくし、変調周波数が 50KHZ を超えないようにすることをお勧めします。

3. 電力テスト
電力測定には次の機器と計器を使用することをお勧めします。
レーザーパワーメーター: OPHIR_ NOVA II
1-100W 出力レベルのレーザー検出器: OPHIR_ L50(150)A-PF-35
1-1000W 出力レベルのレーザー検出器: OPHIR_1000W-BB-34-V3

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