ProtectLD——關于半導體激光器保護
1、溫度控制;
2、安裝應力控制;
3、驅動電流控制;
4、防靜電控制;
無論LD的最終工作狀態如何(恒流、或調制),從0功率狀態到預備狀態的電流變化一定要緩慢,建議控制在15S左右,防止PN結由于功率驟增,熱量不能及時通過襯底熱沉導出,由于固有的熱脹冷縮而在內部形成過大的機械應力,再考慮到外邊的安裝應力,驟增的熱量會對LD的PN造成一定程度的損傷,甚至損壞。
在LD斷電的整個過程中,同樣也要非常緩慢的將驅動電流降低,使PN結的熱功率緩慢降低,以便外界的溫控電路可以跟蹤這一過程,并將制冷功率降低到合適的水平,從而避免了PN功率驟降造成的內部溫差驟變,也就杜絕了由于熱脹冷縮造成的機械應力。
在LD工作過程中,通常處于兩種模式:恒流或者調制狀態。在調制狀態,當調制信號的重復周期遠遠短于LD溫控系統的溫度傳遞時間時,LD的襯底熱沉系統的熱慣性,對于LD調制的迅速能量變化產生的熱激勵表現出一個典型的積分效應,也即LD溫控系統最終處理的是LD調制狀態的平均熱功率,此時在PN結和熱沉之間形成一個隨著調制狀態變化的溫度梯度分布,由于機械系統的響應時間遠遠大于能量變化周期,所以PN內部應力分布也將變現為一個隨著LD平均功率變化的梯度分布,這一分布是一個平衡的結果,這種內部應力分布不會損壞LD的PN結。
當調制信號的重復周期與LD溫控系統的固有調整時間相近或更長時,由于此時LD的驅動電流受控于調制信號的變化,迅速變化的調制信號會造成LD驅動能量的驟增后不能“及時”減小,或者能量驟減后不能“及時”補充,結果就造成了LD在每一個低頻調制周期內要受到兩次內部應力的沖擊,最終會影響其工作壽命,甚至損壞。
不宜采用直接在LD兩端監控器驅動參數,這樣比較危險:電源板與示波器地線之間的不等電勢容易造成LD擊穿。應從LD電流監控端測量。
ProtectTEC——關于制冷器保護
1、TEC的制冷效率隨著冷熱面的溫差增大而迅速減小,并且驅動功率越大其自身產生的熱量也就越大,反而對制冷不利,如果熱端的熱量不能及時散出,則會造成惡性循環,最終燒損TEC,因此,為提高制冷效率并延長TEC的使用壽命,通常建議將其驅動功率限制在其最大驅動功率的80%以內。推薦采用75%附近。
2、TEC由于是溫控器件,其能量搬遷的速度完全隨著驅動功率變化,迅速的驅動功率變化必然引起迅速的能量搬遷,當驅動功率大幅度迅速變化時,會使得TEC內部PN結的冷熱面之間形成過大溫差的迅速變化,這一變化會引起表面陶瓷的內部應力迅速變化,結果會對PN結合表面陶瓷造成損傷。
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