Warum brauchen Laserdioden Temperaturregler? Warum kühlen Sie sie nicht einfach ab?

Es hängt davon ab, ob.

Einige Laser werden tatsächlich weniger effizient, wenn sie zu kalt sind.

Bei manchen Systemen möchten Sie den Laser möglicherweise auf einer festen Betriebswellenlänge halten, und dies erfordert, dass der Laser bei einer festen Temperatur betrieben wird.

Das Abkühlen des Lasers unter 0 °C kann dazu führen, dass sich Eis auf dem Laser bildet (wenn er nicht in einem hermetischen Gehäuse ist), was die Leistung und Zuverlässigkeit beeinträchtigt.

Wenn keines davon zutrifft, verbraucht eine übermäßige Kühlung einfach unnötig Strom, erhöht den Stromverbrauch und die Anforderungen an das Kühlsystem für das gesamte System oder die Anlage.

Ein TEC-Controller kann so einfach wie ein 6-Pin-Mikrocontroller sein, sodass das System nicht viel mehr kostet, nachdem Sie bereits das Budget für das TEC-Modul selbst und die Komponenten für den effizienten Betrieb festgelegt haben, also auch wenn die Vorteile klein sind, kann es dennoch sinnvoll sein, den Controller hinzuzufügen.

Die Controller, von denen ich spreche, sind solche wie der Newport 325, der neu bis zu 1.200 US-Dollar kosten kann.

Die 1200 US-Dollar werden hauptsächlich für das Display und die Benutzeroberfläche und eine Fernbedienungsschnittstelle (GPIB, USB oder Ethernet) sowie die amortisierten Kosten für Forschung und Entwicklung zur Entwicklung des Designs und seiner Software, NRTL-Auflistung usw. bezahlt.

Sie würden eines davon kaufen, anstatt Ihr eigenes zu bauen, wenn Sie nur eine kleine Anzahl von Systemen bauen (vielleicht nur eines). 1200 US-Dollar sind weniger als die Kosten für das Entwerfen, Erstellen, Testen und Debuggen eines neuen Controller-Designs, selbst wenn die Materialkosten für das neue Design gegen 0 US-Dollar gehen.

Viele Laseranwender (z. B. Biologieforscher oder sogar Elektrotechnikforscher in anderen Spezialgebieten) verfügen möglicherweise nicht einmal über Kenntnisse in PCB-Design, Steuerungssystemen, eingebetteter Programmierung, Maschinenbau und anderen Fähigkeiten, die für die eigene Entwicklung eines Controllers erforderlich sind.

Der Temperaturregler dient nicht nur zum "Kühlen" der Laserdiode, um eine höhere Effizienz zu erreichen, sondern er wird auch verwendet, um die Laserdiode (eigentlich der NTC in der Nähe des Laserchips) auf eine konstante Temperatur einzustellen. Der Hauptzweck besteht darin, eine konstante Leistung und Wellenlängenausgabe zu erhalten. Zum Beispiel haben die kommerziellen DFB-Laserdioden einen typischen Wellenlängen-Temperatur-Koeffizienten von ~ 0,1 nm/Grad, für einige Anwendungen, die wellenlängenempfindlich sind (DWDM, kohärente Anwendungen mit Lasern mit schmaler Linienbreite), muss die Temperatur mit sehr geringem Rauschen konstant gehalten werden (<1e-3 Kelvin). Für diese Anwendungen wird auch ein extrem rauscharmer Stromtreiber benötigt (in den meisten Fällen CW).

Bei CW-Festkörperlasern besteht der Grund darin, einen konstanten Stromfluss in einem Gerät aufrechtzuerhalten, dessen Stromaufnahme nicht linear ist