組込 ・ 試作型 LD駆動制御用周辺要素回路ボード

バタフライ型LD駆動基板

 は温度コントローラと組み合わせた変調入力を考慮した低雑音電流ドライバです。CTL101はバタフライパッケージの狭線幅レーザーダイオードを駆動できるように設計されています。CTL101は75 mm x 75 mmの正方形に収まり、単一の5V電源を使用し、動作帯域は0~50°Cです。 CTL101は、アルミニウムベースプレート上に配置されている為、LDモジュールからの発熱は、CTL101が配置されるシャーシに伝導放熱されます。

CTLシリーズ

レーザ実装

実装外観

オペレーション

 

  1. レーザー電流スイッチ(CURR)とTEC電流スイッチ(TEMP)がオフになっていることを確認してください。
  2. VCCジャンパを5Vに設定します。
  3. ZIFソケットにレーザーダイオードを差し込みます。レーザーケースとベースプレートの間に良好な熱接続があることを確認します。必要に応じて、熱ペーストを使用します。
  4. VCCピンに5 Vを搭載してボードに電源を入れます(それに応じてVCCジャンパをセットします)。電源装置は、少なくとも 2 A (800 mA バージョンの場合は 2.5 A) を供給できる必要があります。
  5. レーザー電流トリマー(CURR)を反時計回りに回して、電流を0 mAに設定します。
  6. 電源スイッチをオンにします。
  7. 温度トリマーを調整して、TSETピンに2.5 Vを取り付けます。
  8. TECの現在のスイッチをオンにします。
  9. TSET ピンと TACT ピンの間の電圧が 0 方向に収束することを確認します。レーザー温度は25°Cで安定しています。
  10. レーザー電流スイッチをオンにします。
  11. レーザー電流トリマー(CURR)を時計回りに回して、目的のレーザー電流に到達します。

スイッチをON

  • CURR: レーザー電流をオンにします。
  • TEMP: TEC(ペルチェ) の電流をオンにします。
  • TPROT: このスイッチがオンの場合、TECの障害状態の場合はレーザー電流が自動的にリセット状態に成ります。

LED

  • レーザー: LEDの明るさは、監視フォトダイオードで測定されたレーザーパワーに比例します。
  • 障害: TEC ドライバが希望の温度でレーザーを冷却できなくなった場合、TECの障害状態を示します。

ターミナル端子接続

  • VCC:5Vまたは6Vの電源に接続します。6V電源を使用すると、1Vの付加的なコンプライアンス電圧が得られます。VCCジャンパは、選択した電源に従って設定する必要があります。

TACT: 温度監視ピン。サーミスタ値はRによって与えられる番目= 10 kΩ * (10 V - V機転) / (5 V + V機転).ピン出力インピーダンスは1kΩです。

  • TSET: 温度設定点監視ピン
    V
    TSET: 1トレフ+ (1 / 10) * VTMOD
    ここで Vトレフは、TEMP トリミングポテンショメータによって生成される電圧です。電圧Vトレフ0 ~ 4 V の間で調整でき、テスト ポイント TP2 で測定できます。VTMODは TMOD ピンで印加される電圧です。PIDコントローラは電圧Vを作ろうとします機転設定点 V に等しいTSET.ピン出力インピーダンスは1kΩです。

  • ITEC:TECの現在の監視ピン。テック電流IテックIによって
    与えられる
    テック= 1 A/V * (VITEC- 2.5

    V) どこV
    ITECは、ITEC ピンで測定される電圧です。ピン出力インピーダンスは1kΩです。

  • TMOD:温度変調ピン。このピンで-3 Vと+3Vの間の電圧を適用して、温度設定点を外部から制御します(TSETピンの説明を参照)。

  • ILAS: レーザー電流監視ピン。レーザー電流IラスIによって
    与えられる
    ラス= G * Vイラス、ここで Vイラスは ILAS ピンで測定される電圧で、G は 100 mA および 200 mA バージョンの場合は 50 mA/V、400 mA バージョンの場合は 100 mA/V、600 mA および 800 mA バージョンの場合は 200 mA/V です。ピン出力インピーダンスは1kΩです。

  • EN:レーザー有効ピン。2.2 V~4.5Vの電圧を印加して、レーザー電流を有効にします。

  • PD: レーザーパワーを監視するトランスインピーダンスアンプの出力。この出力は3.9 V/mAゲイン、DCから20 MHzまでの帯域幅を有し、50 Ω抵抗で終端されます。実際のレーザーパワーは、レーザーに内蔵されたフォトダイオードに依存し、ユーザーによって較正されるべきです。レーザーLEDの明るさはVに比例するPD.

変調入力

CTL101 には、SMA コネクタで使用可能な 2 つの変調入力端子があります。

  • DC ~10 MHz の帯域変調範囲は±1 Vです。ジャンパーは3変調の利得の間で選択することができます。入力インピーダンスは50 Ωです。

  • 1 MHz以上の変調のためのAC変調入力変調ゲインは20 mA/Vです。入力インピーダンスは50 Ωです。

外観寸法図

下図は、CTL101を駆動スタート後100時間のコントローラの電流安定性を以下に示す。

CTL101コントローラーは、電源投入後1分で、レーザー電流を10ppm以内に収まります。

AC変調入力は、20mA/Vの変調ゲインで1MHz以上のレーザーを変調することができます。

電流ノイズ

下図は、CTL101コントローラを定格電流で動作させたときの電流ノイズを示しています。

下図は、CTL101コントローラを定格電流で動作させたときの電流ノイズです。

温度安定性

定格電流で動作するコントローラの周囲温度に対する出力電流の変化は以下の通りです。

定格電流で動作させた場合の周囲温度に対する出力電流の変化を示しています。

温度コントローラー

温度コントローラーは、精密ホイートストンブリッジ、アナログPIDコントローラー、リニア電流駆動ステージで構成されています。

電流駆動ステージで構成されています。PIDゲインは固定されており、典型的なバタフライ・レーザー・ダイオードに合わせて調整されています。温度

設定値は精密なトリミング・ポテンショメーターで調整されます。

 

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