Extras din laborator

I.Scopul lucrarii

În lucrarea de faţă sunt descrise caracteristicile diodelor laser şi vor fi obţinute principalelel diagrame pentru două diode laser şi un LED superluminiscent. De asemenea vor fi studiate scheme de utilizare ale LEDurilor,diodelor laser şi fotodiodelor.

II. Descrierea blocurilor electronice

Blocul electronic de comandă pentru LED (B.E.C.)

Schema electronică a blocului electronic de comandă a LED-ului este prezentată în figura 1.

Rezistenţa R21 (10 Ω) este montată în circuitul electronic pentru a permite măsurarea curentului prin LED. Această măsurare se face indirect, deoarece se măsoară căderea de tensiune pe rezistenţa R7 şi, cunoscându-se valoarea acestei rezistenţe, se determină curentul prin LED. Tensiunea U(ILED) este măsurată cu ajutorul unui multimetru conectat la circuitul electronic prin intermediul unei borne BNC.

Blocul electronic de comandă (B.E.C.) pentru diode LASER

G.C.C. – generator de curent comandat. Se foloseşte un bloc de pornire lentă (“softstart”) de stabilizare şi generare a tensiunii de comandă. Acest bloc este folosit pentru eliminarea eventualelor supracreşteri apărute la conectarea alimentării sursei, care ar determina apariţia unor supracreşteri ale curentului prin dioda laser, supracreşteri ce pot duce la distrugerea diodei. De aceea, G.C.C. este prevăzut cu reglajul intensităţii curentului care circulă prin dioda laser.

Caracteristicile de bază ale radiaţiei emise de dioda laser, dintre care cele mai importante sunt puterea optică de ieşire şi lungimea de undă a radiaţiei, sunt date pentru un anumit curent direct prin diodă, numit curent optim de funcţionare, ce trebuie menţinut riguros constant în funcţionarea diodei laser. În acest scop s-a proiectat un convertor tensiune – curent cu amplificator operaţional cu reacţie negativă (figura 2).

Pe borna neinversoare a amplificatorului operaţional OPA 277P se aplică un nivel de tensiune UP1. Curenţii de polarizare ai amplificatorului operaţional sunt limitaţi de rezistenţele R4=R5=100 kΩ. Aceste rezistenţe elimină influenţa curentului de polarizare. Deoarece amplificatorul operaţional funcţionează la (V+ si V-) şi tensiunea de offset este aproape nulă, emitorul tranzistorului T2 conectat la ieşirea AO se află la potenţialul bornei neinversoare, UP1. Pe alimentarea AO se conectează două condensatoare C9 şi C10 de valoare 100 nF pentru filtrarea zgomotelor de alimentare. Tranzistorul conectat la alimentarea AO are rol de amplificator de curent. S-a ales un tranzistor T2 npn, tip BD137, de medie putere, cu factor de amplificare mare β=100....150. Curentul de bază al tranzistorului este limitat de rezistenţa R6=10 kΩ. Grupul de condesatoare C3, C4 au fost conectate şi dimensionate după consultarea catalogului de diode laser SHARP, având rolul de a filtra zgomotele provenite de la montaj sau cele rămase nefiltrate, provenind de la alimentarea sursei proiectate. Curentul prin dioda laser este dat de curentul de colector al tranzitorului, curent ce este aproximativ egal cu curentul emiţător al tranzitorului

datorită curentului de bază foarte mic care se neglijează. În schemă s-a prevăzut în paralel cu dioda laser, un condensator de 1μF (C6) pentru filtrarea supracreşterilor accidentale provenite din exterior în funcţionarea diodei.

Modificări ale temperaturii capsulei diodei determină modificări esenţiale în spectrul emisiei şi în special în puterea optică de ieşire a diodei. Pentru a îmbunătăţi eficienţa şi pentru a lungi viaţa diodei, căldura este condusă afară din dispozitiv printr-un radiator extern, în acest caz chiar housing-ul diodei.

Caracteristicile diodei laser utilizate: TOLD 9200

Prima dioda laser folosită la partea experimentală, care face obiectul proiectului, este o diodă TOLD 9200, produsă de firma TOSHIBA care are următoarele date de catalog:

• Tc = 25°C

• Ith = 66,3 mA

• Iop = 69,6 mA

• Po = 2 mW

• Im = 0,0318 mA=31,8μA

• Θ = 31,7 grade

• Θ = 9,1 grade