Disseny de circuits de controladors de díodes làser

En aquest tutorial, us mostrarem com connectar un díode làser en un circuit electrònic. En comparació amb la llum del LED, la llum làser està molt concentrada, té un angle de visió més petit i estret. Per connectar un díode làser en un circuit electrònic necessitem un circuit controlador de díode làser.

Components necessaris

• Mòdul de díode làser (650nm, 5mw)
• IC regulador de tensió LM317
• Condensador electrolític de 1µF
• Condensador ceràmic de 0,1µF
• Resistència de 300Ω
• Potenciòmetre de 10k
• Bateria 9v

Esquema de connexions

Circuit de controlador de díode làser

Un circuit controlador de díode làser és un circuit que s’utilitza per limitar el corrent i que es subministra al díode làser perquè pugui funcionar correctament. Si el connectem directament al subministrament, a causa de més corrent es perjudicarà. Si el corrent és baix, no funcionarà perquè no té prou potència per arrencar. Per tant, es necessita un circuit conductor per proporcionar un valor de corrent correcte pel qual el díode làser entri en condicions de funcionament. Un LED senzill només necessita una resistència per limitar el corrent, però en el díode làser necessitem circuits adequats per limitar i regular el corrent. Generalment, LM317 s’utilitza per regular la potència del circuit de control de díodes làser.

Diodo làser (650nm, 5mw)

Un díode làser és un dispositiu que emet llum mitjançant el procés d' amplificació òptica depenent de l'emissió estimulada de radiació electromagnètica, de manera senzilla podem dir-ho llum làser . La forma completa de l'làser és " L ight Una mplification per S timulated I missió de R adiation". Una llum làser és diferent de l’altra font de llum, ja que allibera la llum de manera coherent, espacial i temporal. La llum làser és monocromàticaa la natura, el que significa que és només una llum amb la mateixa longitud d’ona i energia, no una combinació de colors de llum.

1. Construcció de díodes làser

El díode làser està format per dos semiconductors, junts de sorra. A la part superior té arseniur de gal, la propietat del qual està massa omplert per un electró, ja que té forats. El semiconductor que pren electrons s’anomena semiconductor de tipus P. A la part inferior té arsenur de gal i seleni que tenen com a propietat omplir un forat, ja que té un electró addicional. Els semiconductors que donen electrons addicionals s’anomenen semiconductors de tipus N. Aquest format de construcció crea una unió PN entre elles, en la qual es produeix llum làser.

2. Treball del díode làser

A mesura que passa el corrent a través d’un semiconductor, tant els electrons de càrrega negativa com els forats amb càrrega positiva comencen a fluir cap a la unió PN. Quan un electró i un forat es combinen, a causa de l'existència d'un forat en un nivell d'energia inferior a l'electró, perden una quantitat d'energia en combinar-se amb un electró. Aquesta energia surt en forma de fotó. Per atrapar aquest fotó de llum, la superfície superior i inferior de la unió PN està recoberta de material emmirallat. Després, aquest fotó va animar altres forats i electrons a combinar-los i alliberar-los. Aquest procés acabarà quan el PN sencer s'ompli de llum làser i, a continuació, emet llum làser a l'exterior a través d'ell.

3. Aplicacions

• Aplicacions industrials: gravat, tall, garrapat, perforació, soldadura, etc.
• Aplicacions mèdiques: per eliminar teixits no desitjats, diagnòstic de cèl·lules cancerígenes mitjançant fluorescència, medicació dental.
• Telecomunicacions
• Aplicació militar
• Emmagatzematge de dades

IC regulador de tensió LM317

És un regulador de voltatge IC de tres terminals ajustable, pot donar i produir tensions de sortida d’1,25 v a 37v. Que podem variar segons la necessitat mitjançant l'ús de dues resistències externes en un PIN ajustable de LM317. Aquestes dues resistències funcionen com a circuit divisor de tensió que s’utilitza per augmentar o disminuir la tensió de sortida. El LM317 IC ajuda a la limitació de corrent, la protecció contra la sobrecàrrega tèrmica i la protecció de la zona operativa segura. Si desconnectem el terminal ajustable, LM317 encara us ajudarà en la protecció contra sobrecàrregues. Té una regulació de càrrega i línia típica del 0,1%.

PIN NÚM.	Nom del PIN	Descripció del PIN
1	Ajustar	Podem ajustar el Vout a través d’aquest pin connectant-nos al circuit divisor de resistències.
2	Sortida	Pin de tensió de sortida (Vout)
3	Entrada	Pin de tensió d'entrada (Vin)

Funcionament del circuit de control de díodes làser

Quan la bateria comença a subministrar-se, primer circula pel condensador de ceràmica (0,1uf). Aquest condensador s’utilitza per filtrar sorolls d’alta freqüència des de la nostra font de CC i dóna a l’entrada PIN3 del circuit regulador de voltatge LM317. El potenciòmetre (10k) i la resistència s’utilitzen com a circuit limitador de tensió connectat amb el PIN1 ajustable. La tensió de sortida depèn completament del valor d’aquesta resistència i potenciòmetre. A continuació, el voltatge de sortida es treu del PIN2 de sortida i aquest voltatge es filtra des del segon condensador (1uf). Aquest condensador es comporta com un equilibrador de càrrega de potència per filtrar els senyals fluctuants. Podem ajustar la intensitat de la llum làser movent el potenciòmetre.