Thiết kế mạch điều khiển diode laser

Trong hướng dẫn này, chúng tôi sẽ chỉ cho bạn cách kết nối Diode Laser trong mạch điện tử. So với ánh sáng của đèn LED, ánh sáng Laser có độ tập trung cao, nó có góc nhìn nhỏ hơn và hẹp hơn. Để kết nối một Diode laser trong một mạch điện tử, chúng ta cần một mạch điều khiển Diode Laser.

Các thành phần bắt buộc

• Mô-đun Diode Laser (650nm, 5mw)
• IC điều chỉnh điện áp LM317
• Tụ điện 1µF
• Tụ gốm 0,1µF
• Điện trở 300Ω
• Chiết áp 10k
• Pin 9v

Sơ đồ mạch

Mạch điều khiển Diode Laser

Một mạch điều khiển Laser Diode là một mạch được sử dụng để hạn chế nguồn cung cấp hiện tại và sau đó đến Diode Laser, để nó có thể hoạt động tốt. Nếu chúng ta kết nối trực tiếp nó với nguồn cung cấp, do dòng điện nhiều hơn, nó sẽ làm hỏng. Nếu dòng điện thấp thì nó sẽ không hoạt động do không có đủ nguồn điện để khởi động. Vì vậy, một mạch điều khiển là cần thiết để cung cấp một giá trị chính xác của dòng điện mà Diode Laser đi vào điều kiện hoạt động. Một đèn LED đơn giản chỉ cần một điện trở để hạn chế dòng điện nhưng ở Diode Laser chúng ta cần mạch điện phù hợp để hạn chế và điều chỉnh dòng điện. Nói chung LM317 được sử dụng để điều chỉnh Công suất trong Mạch điều khiển Diode Laser.

Diode Laser (650nm, 5mw)

Diode Laser là một thiết bị phát ra ánh sáng bằng quá trình khuếch đại quang học phụ thuộc vào sự phát xạ kích thích của bức xạ điện từ, có thể nói đơn giản là ánh sáng Laser . Dạng đầy đủ của Laser là “ L ight A mplification by S Timulated E nhiệm vụ của R adiation”. Ánh sáng laser khác với các nguồn ánh sáng khác vì nó giải phóng ánh sáng một cách mạch lạc, theo không gian và thời gian. Ánh sáng laze là ánh sáng đơn sắctrong tự nhiên, có nghĩa là nó chỉ là một ánh sáng có cùng bước sóng và năng lượng, không phải là sự kết hợp của các màu ánh sáng.

1. Cấu tạo của Diode Laser

Diode Laser bao gồm hai chất bán dẫn, được bọc cát với nhau. Ở phía trên nó có Gali Arsenide có đặc tính là quá lấp đầy bởi một electron, vì nó có lỗ. Chất bán dẫn nhận electron được gọi là chất bán dẫn loại P. Ở phần dưới cùng của nó có Gallium Arsenide & Selenium có đặc tính là lấp đầy một lỗ trống, vì nó có thêm một electron. Chất bán dẫn cung cấp thêm điện tử được gọi là chất bán dẫn loại N. Định dạng cấu trúc này tạo ra một điểm nối PN giữa chúng, trong đó ánh sáng Laser được tạo ra.

2. hoạt động của Diode Laser

Khi dòng điện chạy qua một chất bán dẫn đi qua, cả các electron mang điện tích âm và các lỗ trống mang điện tích dương bắt đầu chạy về phía tiếp giáp PN. Khi một điện tử và lỗ trống kết hợp với nhau, do sự tồn tại của lỗ trống ở mức năng lượng thấp hơn điện tử, nó sẽ mất một lượng năng lượng để kết hợp với một điện tử. Năng lượng đó phát ra dưới dạng một photon. Để bẫy photon ánh sáng đó, bề mặt trên và dưới của điểm tiếp giáp PN được phủ một lớp vật liệu phản chiếu. Sau đó, photon này khuyến khích các lỗ trống và electron khác kết hợp và giải phóng photon. Quá trình này sẽ kết thúc khi toàn bộ PN được lấp đầy bằng ánh sáng laser và sau đó nó liên tục phát ra ánh sáng laser bên ngoài xuyên qua nó.

3. Ứng dụng

• Các ứng dụng công nghiệp: Khắc, cắt, vẽ nguệch ngoạc, khoan, hàn, v.v.
• Ứng dụng y tế: để loại bỏ các mô không mong muốn, chẩn đoán tế bào ung thư bằng cách sử dụng huỳnh quang, thuốc nha khoa.
• Viễn thông
• Ứng dụng quân sự
• Lưu trữ dữ liệu

IC điều chỉnh điện áp LM317

Đó là một IC điều chỉnh điện áp ba đầu có thể điều chỉnh, nó có thể cho và ra điện áp từ 1,25 v đến 37v. Chúng ta có thể thay đổi tùy theo nhu cầu bằng cách sử dụng hai điện trở bên ngoài trên mã PIN điều chỉnh của LM317. Hai điện trở này có tác dụng như mạch phân áp dùng để tăng hoặc giảm điện áp đầu ra. IC LM317 giúp hạn chế dòng điện, bảo vệ quá tải nhiệt và bảo vệ khu vực hoạt động an toàn. Nếu chúng tôi ngắt kết nối các thiết bị đầu cuối có thể điều chỉnh được, LM317 sẽ hữu ích trong việc bảo vệ quá tải. Nó có một dòng điển hình và quy định tải là 0,1%.

SỐ PIN.	Tên mã PIN	Mô tả mã PIN
1	Điều chỉnh	Chúng ta có thể điều chỉnh Vout thông qua chân này, bằng cách kết nối với mạch chia điện trở.
2	Đầu ra	Chân điện áp đầu ra (Vout)
3	Đầu vào	Chân điện áp đầu vào (Vin)

Hoạt động của mạch điều khiển diode laser

Khi pin bắt đầu được cung cấp, đầu tiên nó chảy qua tụ điện gốm (0,1uf). Tụ điện này được sử dụng để lọc nhiễu tần số cao từ nguồn DC của chúng tôi và cấp cho đầu vào PIN3 của IC điều chỉnh điện áp LM317. Chiết áp (10k) và điện trở được sử dụng làm mạch giới hạn điện áp được kết nối với PIN1 có thể điều chỉnh. Điện áp đầu ra hoàn toàn phụ thuộc vào giá trị của các điện trở và chiết áp này. Sau đó, điện áp đầu ra được lấy ra từ PIN2 đầu ra và điện áp này lọc ra khỏi tụ điện thứ hai (1uf). Tụ điện này hoạt động như một bộ cân bằng tải điện để lọc các tín hiệu dao động. Chúng ta có thể điều chỉnh cường độ ánh sáng laser bằng cách di chuyển chiết áp.