Protección de diodo láser que está transmitiendo una señal de audio

Primero me gustaría decir que realmente no sé nada sobre el diseño de circuitos, soy un principiante.

Dicho esto, estoy trabajando en un proyecto en el que estoy usando un láser para reproducir música. Tengo la fuente de audio (mi iPod) pasando por un transformador de audio (no sé las especificaciones, el circuito me lo dio mi profesor). Estoy alimentando el circuito con 4.5V y tengo dos LEDs que absorben el exceso de voltaje. El láser que estoy usando es un láser de 650 nm y 5 mW. Medí la corriente a través del diodo láser y obtuve 14 mA. (Me gustaría agregar que probé esto y a 4,5 V, el láser es más brillante y lo he hecho funcionar durante más de dos horas, pero necesito un circuito muy robusto que pueda durar para siempre).

Por alguna razón, los diodos láser se siguen quemando y no sé por qué. Investigué y descubrí que un disipador de calor ayudaría, al igual que una fuente de corriente constante.

Quiero operar el láser a la potencia más alta sin quemarlo, entonces, ¿cómo hago esto? Y cuando dicen usar una 'fuente de corriente constante', ¿qué significa eso realmente? Cuando los busco, encuentro fuentes de energía realmente grandes donde el mínimo que alcanzan es 1A (necesito 14mA). O encuentro estos pequeños componentes que claramente necesitan algo más (como el LM317). ¿Qué me recomendarías para mi problema?

Además, debido a que el láser está transmitiendo la señal de audio, el voltaje fluctúa muy levemente para crear la señal. ¿Afectará esto a la solución?

Francamente, creo que necesitas ponerte a merced del profesor. Simplemente no tienes la menor idea de lo que estás haciendo, hasta el punto de que no puedes aprender de tus errores, simplemente no tienes el marco intelectual para identificarlos. Debes acudir al profesor y pedirle consejo sobre cómo adquirir los conocimientos básicos que necesitas. Alternativamente, acérquese a algunos de los otros estudiantes en su clase, y tal vez uno de ellos se apiadará de usted.
¿Qué tipo de precauciones ESD está tomando mientras trabaja con este láser?
@WhatRoughBeast En realidad, no me he encontrado con el problema de quemar ningún diodo láser, pero mi profesor quiere que haga que este sistema dure para siempre, y aparentemente lo que sea que tenga (que no parece tener ningún problema) no es lo suficientemente bueno. No hay otros estudiantes trabajando en algo como esto y saben menos que yo.
@ThePhoton Investigué sobre ESD y encontré el componente Lasorb: lasorb.com/lasorb-overview
@LaurenWougk: desde el OP, "los diodos láser se siguen quemando y no sé por qué", y según su comentario, "en realidad no me he encontrado con el problema de quemar ningún diodo láser". Aparentemente sus declaraciones no se pueden creer. ¿Y el profesor aparentemente tiene problemas con tu circuito, pero no te dirá cuáles son? Como digo, no tienes idea de lo que estás haciendo. Y no hay capacidad para comunicar sus problemas.
@WhatRoughBeast Gracias por reiterar todo lo que ya sé :)

Respuestas (2)

Quiero operar el láser a la potencia más alta sin quemarlo, entonces, ¿cómo hago esto?

Probablemente estés manejando demasiado el diodo láser:

Un factor que a menudo se pasa por alto en el manejo de láseres de diodo es la influencia de la temperatura en la relación entre la potencia de salida óptica y la corriente de funcionamiento. Mientras que el umbral de corriente aumenta con la temperatura, la potencia de salida óptica y la eficiencia diferencial disminuyen. Por lo tanto, el circuito controlador debe tener una característica de seguridad que asegure que un aumento significativo de la temperatura no destruya el láser.

Cualquier circuito controlador para láseres de diodo debe incluir una fuente de alimentación bien filtrada que, de la manera más eficiente posible, bloquee las cargas inductivas y otras fuentes de interferencia. El funcionamiento con batería evita el problema, pero no es una opción en muchas aplicaciones industriales. Mantener cortas las conexiones entre el láser de diodo y el circuito del controlador generalmente ayudará a reducir la interferencia.

Los circuitos integrados del controlador ofrecen una variedad de funciones y medidas de seguridad, y requieren pocos componentes adicionales. Un recortador de resistencia simple generalmente puede establecer el punto de operación. Es importante que los láseres de diodo siempre tengan un controlador regulado en la operación de control automático de corriente o de control automático de potencia. Una fuente de alimentación de laboratorio estándar no es adecuada para controlarlos directamente.

Fuente: Láseres de diodo impulsor

Así que asegúrese de tener energía limpia, obtenga un buen circuito de controlador de láser de diodo y enfríe su diodo láser si es necesario.

Y cuando dicen usar una 'fuente de corriente constante', ¿qué significa eso realmente? Cuando los busco, encuentro fuentes de energía realmente grandes donde el mínimo que alcanzan es 1A (necesito 14mA). O encuentro estos pequeños componentes que claramente necesitan algo más (como el LM317). ¿Qué me recomendarías para mi problema?

Consulte también esta pregunta: ¿ por qué es tan complicado un suministro de láser?

Un controlador de corriente constante podría ser algo tan simple como un espejo de corriente de transistor o con un amplificador operacional que lo regule. En su caso, querrá asegurarse de que el circuito CC no entregue demasiada corriente al diodo.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Aquí hay más información sobre algunos buenos circuitos para circuitos de corriente constante.

Además, debido a que el láser está transmitiendo la señal de audio, el voltaje fluctúa muy levemente para crear la señal. ¿Afectará esto a la solución?

Sí, si modula la corriente, cambiará el brillo del láser. Dado que un diodo láser tiene una curva de voltaje-corriente lineal, deberá cambiar la corriente hacia arriba y hacia abajo con un circuito de corriente constante con una entrada que pueda controlar. Si cambia el terminal + por un voltaje que puede controlar en el circuito que se muestra arriba con una fuente de voltaje, entonces puede modular la corriente. Nuevamente, con el circuito anterior, debe calcular la salida de corriente y asegurarse de que la entrada de voltaje se mantenga por debajo de un valor que no exceda la clasificación de la corriente de su diodo. Las ecuaciones se enumeran en el circuito.

Utilice un diodo con controlador integrado e interfaz TTL.

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