Вступление

Полное название современных полупроводниковых лазеров: «полупроводниковые инжекционные гетеролазеры». Сюда входят:

- лазерные диоды и линейки на их основе, в том числе с фотодиодами обратной связи, импульсного или непрерывного режима работы с выводом излучения непосредственно, или через волокно, или через интегратор;

- излучатели лазеров импульсного режима работы, представляющие собой импульсный трансформатор тока с лазерным диодом во вторичной обмотке;

- собственно лазеры, представляющие собой интегральный драйвер, нагрузкой которого является лазерный диод.

Для импульсного режима работы — это генератор импульсов тока накачки. Для непрерывного режима работы — это генератор постоянного тока. Лазерный диод имеет вольт-амперную характеристику диодного типа, но «построен» не на обычном p-n переходе, как первые гомо-лазеры, а на гетеропереходах, которые выполняют функции эмиттеров для носителей заряда, одновременно локализуя их в активной области и оптического волновода для излучения. Как это работает: Ток накачки создаёт инверсную населённости носителей заряда в энергетических зонах полупроводникового материала активной области: электронов — в зоне проводимости; дырок — в валентной зоне. Процесс их рекомбинации начинается спонтанно, возможно с одной единственной пары. Но фотон, родившийся при этом, многократно проходит через оптический резонатор, образованный зеркалами активной области, буквально обрушивая электроны в валентную зону, где и происходит рекомбинация, которая носит лавинный характер, когда все рекомбинирующие пары одновременно, т.е. с одной фазой, рождают фотоны. Эти фотоны также многократно проходят через оптический резонатор, создавая таким образом положительную обратную связь, являющуюся непременным условием генерации. По сути лазеры правильнее называть оптическими квантовыми генераторами, т.к. они не усиливают свет (light amplification …), а генерируют его. Усилением света занимаются суперлюминесцентные светодиоды. Лазерные структуры, из которых в последствии изготавливаются лазерные кристаллы, выращивают различными методами эпитаксии, как правило на подложках n-типа. Профиль будущих кристаллов формируется различными методами: — фотолитографией; — пиролизом; — протонной бомбардировкой. Оммические контакты и припои наносятся на эпитаксиальную пластину ещё до её разделения на кристаллы. Зеркала оптических резонаторов не шлифуют и не полируют, а получают методом скалывания по плоскостям естественного скалывания, которые есть в любом монокристалле. Для того, чтобы зеркала были строго перпендикулярны к слоям лазерной структуры, монокристалл ориентируют перед резкой на подложки по кристаллографическим направлениям с помощью рентгеновских лучей. Излучение с заднего зеркала если и используется, то для фотодиода обратной связи. В других случаях на него напыляют отражающие покрытия. Для облегчения выхода излучения с переднего зеркала на него напыляют просветляющие плёнки. Типы корпусов лазерных диодов можно посмотреть ТУТ Красные (длина волны около 650нм) и инфракрасные (ИК) (780нм) диоды можно достать из пишущих DVD приводов. Так же можно использовать и пишущие CD приводы или DVD Combo (в них есть только мощный ИК) . Список приводов содержащих подходящий для конструирования лазера можно посмотреть ТУТ В таблице далеко не все приводы, которые подойдут. Обратите внимание на колонку №4 в таблице там указана скорость записи и ток которым нужно питать диоды, чем эти показатели выше, тем ярче будет светить диод (выше мощность). Опять же, если вы достали ЛД из привода, которого нет в списке, ориентируйтесь примерно так: для диода из дисковода со скоростью записи 16х желательно не подавать больше 250-260мА, для 18х — 300-350мА, 20-22х — 400-500мА, и пожалуйста опубликуйте этот привод в соответствующей теме. Как правильно извлечь диод из привода найдете ТУТ . Фиолетовый (405нм) диод вы найдете в Blue-Ray приводах. Инфракрасные 808нм диоды вы можете приобрести в магазине (их как правило используют в зеленых лазерах для накачки склейки кристаллов). Лазеры с другими длинами волн излучения построены по технологии DPSS. Что расшифровывается как Твердотельный Лазер с Диодной Накачкой, т.е нужную длину волны излучает активный элемент, который в свою очередь накачивается ЛД. Желтых лазерных диодов пока не встречалось, зеленые в природе существуют, но до сих пор цены на них весьма высоки. Пример. Как работает зеленый(532нм) DPSS лазер: В составе установки находятся такие компоненты, как ИК ЛД 808нм, кристалл ванадата иттрия, кристалл KTP, «специальные» зеркала. Кристаллы находятся в «едином» резонаторе, т.е между зеркалами с различной пропускающей и отражающей способностью для разных длин волн. ИК излучение с длиной волны 808нм от мощного ЛД, проходя через зеркало резонатора, вызывает генерацию излучения с длиной волны 1064нм в кристалле ванадата иттрия легированного ионами неодима. В свою очередь это излучение, проходя через кристалл КТР, удваивается, проходит через выходное зеркало и мы видим зеленый лазерный луч. Желтое, синее, голубое излучение получают примерно также, но с другими кристаллами и зеркалами. КПД преобразования оптической мощности такого метода составляет до 20%. То есть для того, чтобы получить зеленый лазер 100 милливатт нужно 500 мВт ИК диода. Следует вывод, что в лазере ручке попросту не может функционировать зелень более 100-120 мВт .Не лоханитесь при покупке! До недавнего времени мощные синие лазеры были построены таким же способом, пока в дело не вмешалась компания CASIO с новыми проекторами А140 и подобными, где находятся диоды 445нм 1000 мВт.

Собираем лазер

Ну диод у нас уже есть, дальше собираем драйвер.

Драйвер — это электронная схема, которая контролирует питание диода, без нее он сгорит, отсутствие ее даже не обсуждается! Статья про драйверы  ТУТ

Оптика

Лазерный диод не светит прямым пучком, он светит конусом и его надо фокусировать, а фокусировать нужно коллиматором, как по мне идеальный выбор модули AIXIZ, сразу получаете и коллиматор и примитивное охлаждение в одном флаконе. Но также можно использовать линзы из DVD для фокусирования на небольшом расстоянии. На первое время можно самим сделать стационарный модуль. Если же вы собрались делать монстра 1Вт и более, нужно подумать про охлаждение. Давайте посчитаем: Напряжение 4.2 В, Ток около 1.1 А: 4.2 х 1.1=4.6 Вт, а луч ~1 Вт А куда делось еще 3.6 Вт? А они ушли на нагрев. Температура губительна для диода, кроме того чем выше температура, тем ниже мощность, поэтому тепло надо отводить. Идем на радиорынок и покупаем подержанный радиатор для процессора, сверлим в нем дырку под AIXIZ, впрессовываем туда модуль, предварительно смазав его термопастой. И вообще советую перечитать вот Эту тему. А также не эксплуатируйте лазер на морозе, если он работает на пределе! При низкой температуре мощность лазера растет и может настать оптический пробой резонатора, тогда лазерный диод сгорит. В конце хочу добавить: Если вы делаете лазер на продажу для начала перечитайте эту тему, реальная история которая случилась со мной. Сложившаяся ситуация стояла мне кучи нервов и здоровья ни в чем не повинного человека. Мне очень повезло, что я так отделался, реально все могло кончится небом в клеточку, друзьями в полосочку, занесением судимости в личное дело, а как следствие невозможностью найти нормальную роботу и испорченной жизнью. Подумайте дважды. А дальше все упирается в вашу фантазию, так что дерзайте! Внимание! Лазер опасен для зрения! Защитите свое зрение, КУПИТЕ ЗАЩИТНЫЕ ОЧКИ Автор: n.r.j., статья взята с небольшими правками. Оригинал: http://lasers.org.ru/forum/threads/faq-для-новичков-по-лазерным-диодам-и-приборам-на-их-основе.2146/

Лазерный проектор в балансе белого
ArtLasers

Китайский лазерный проектор
на полной мощности

Скорость и угол сканирования. чем больше-тем лучше. От скорости зависит насколько сложные сцены сможет воспроизводить проектор без мерцания. просчитывается легко. Например сцена с цветком имеет 1500 точек, значит при скорости сканирования 30kpps, она будет прорисовываться 20 раз в секунду, что терпимо. плохо когда сцена моргает с частотой 10-15Гц, тогда смотреть шоу становится дискомфортно. Угол сканирования неразрывно связан со скоростью. Обычно маркетологи указывают максимальную скорость сканирования и максимальный угол, однако на конкретном угле мы можем работать на конкретной скорости. например тот 30kpps лазерный проектор может работать с такой скоростью только на угле в 8 градусов. Это абсолютно нерабочий угол. Как правило на шоу используется угол раскрытия 40-60 градусов, и на этом угле ожидать больше 12-15kpps от 30kpps сканеров не стоит. ArtLasers 3500 обладает тоже китайскими сканерами 40kpps, однако это лучшие китайские сканера по соотношению цена-качество. Рабочей точкой для них является 25kpps при угле в 50-60 градусов. Кстати по поводу угла. Китайский проектор имеет ограничение в 30 градусов сканирования, это очень мало. для того, чтобы получить картинку в 3х3 метра нужно отодвинуть проектор аж на 6 метров. Не каждая сцена имеет такую глубину, а какая имеет, для нее экран 3х3 метра будет мал. Мы как правило работаем на таком угле, когда размер экрана равен расстоянию до проектора. Расходимость лазерных лучей. Лазерный луч это не бесконечно тонкий пучок света, он постепенно становится шире. и чем быстрее он становится шире, тем хуже качество лазерной картинки на дальнем расстоянии. по этим параметрам маломощные лазерные проекторы в принципе похожи, но мощные модели (от 7Вт) бывают что сильно отличаются, проверяйте! Теперь поговорим о мощности лазерного проектора, какая она, необходимая мощность? тут все зависит от двух параметров. Это размеры проекции и паразитная засветка. Ну с размерами все более-менее ясно, в 4-ре раза большая площадь? Значит в 4-ре раза больше мощности потребуется. для сохранения той же яркости. Паразитная засветка это: фонари уличного освещения, дежурный свет, декоративная подсветка и т.д. В общем на основе моего опыта лазерного шоу могу сказать следующее: 1Вт цветной лазерный проектор-применить негде, разве что в маленькой комнате на 10 человек в темноте. 2Вт цветной лазерный проектор-хорош для небольших свадеб до 50 человек, паразитная засветка недопустима. экран 3х3 метра. 3.5Вт цветной лазерный проектор — для свадеб и корпоративов до 200-300 человек, допустима малая паразитная засветка. 7Вт цветной лазерный проектор — корпоративы и уличные праздники, до 3000 человек, хорошо борется с паразитной засветкой. экран 6х4 метра. 15-20Вт цветной лазерный проектор — Уличные мероприятия, городские народные гуляния и т.д. экран 6х8 метров. О дополнительных функциях. Конечно же лазерный проектор должен обладать разъемом ILDA, именно так он будет управляться с компьютера. Наличие встроенного контроллера DMX с различными эффектами или наличие возможности воспроизведения с flash носителей практически не нужно, по крайней мере я ни на одном мероприятии этими возможностями не воспользовался. Так же очень важным в процессе эксплуатации оказывается пылезащищенность оптического отсека. Как правило в китайских проекторах лазеры и блоки питания и сканирующая система находятся в одном блоке в итоге через месяц-другой на всех зеркалах и оптических элементах осаждается пыль, которую всасывает вместе с воздухом проектор. Это отрицательно сказывается на мощности лазерного проектора и качестве картинки. К примеру наши современные проекторы все имеют два отсека, один герметичный для оптики и один вентилируемый для электроники. На сегодняшний день мы работаем такими лазерными проекторами: 20Вт цветной лазерный проектор. 7Вт цветной лазерный проектор. 2шт синих 10Вт проекторов. С результатом можно ознакомиться на сайте Artlasers.ru На этом все по проекторам! Если у Вас возникли вопросы, вы всегда можете задать их здесь, в комментариях или связаться со мной. Так же принимаем заказы на изготовление. Артем Тел.89270363463 kb_05@bk.ru

Итак, уважаемый новичок, эта статья поможет тебе собрать недорогую фиолетовую указку своими руками. Для этого тебе потребуется: лазерный диод из каретки phr-803t, коллиматор (AiXiZ либо его клон Sure; так же можно использовать недорогие латунные из «двустволок» — слабый красный лазер и фонарик в одном корпусе), детали драйвера (транзистор zxtn2007, микросхема zxsc400, диод шоттки на 16-40 вольт и 2 ампера, два конденсатора: танталовые либо керамические, 47 и 100 микрофарад и 16 вольт, резистор на 3 Ома), корпус для лазера, источник питания (например, литиевый аккумулятор trustfire, подобный используемому в статье), хороший паяльник, прямые руки, и желание творить

Печатную плату для драйвера нашего лазера мы изготовим эпичным и любимым многими радиолюбителями ЛУТ-ом (Лазерно-утюжная технология). Для этого желательно иметь лазерный принтер. Если его нет, то сбегать до ближайшего «ксерокса за 3 рубля». Схему мы нарисуем в программе SprintLayout5, и отправим на печать на пленке. Пленку можно использовать практически любую, лишь бы она была достаточно толстая, что бы ее не зажевало в принтере, и достаточно тонкая, что бы на ней качественно напечаталось. Вполне подходит пленка от пластиковых папок-конвертов, и подложка от самоклеющейся бумаги «333″. Если же нет пленки, не нужно расстраиваться! Одалживаем у мамы или подруги женский глянцевый журнал, вырезаем оттуда самую неинтересную для вашей девушки или мамы страницу, и подгоняем ее под размер А4. Затем печатаем страницу. На фото ниже можно увидеть пленку с нанесенным тонером в форме нашей схемы, и подготовленный к переносу тонера кусочек текстолита. Следующим шагом будет подготовка текстолита. Лучше всего брать кусочек, раза в два больше нашей схемы, чтобы было удобнее прижать к поверхности во время следующего шага. Медную поверхность необходимо зашкурить и обезжирить. Теперь нужно перенести «рисунок». Находим в шкафу утюг, включаем его. Пока он разогревается, кладем кусочек бумаги со схемой на текстолит. Как только утюг нагреется, нужно аккуратно (через слой бумаги, если используется подобие целлофановой пленки) прогладить бумагу. Когда она «прилипнет» к текстолиту, можно выключать утюг и переходить к следующему шагу. Этот шаг для тех, кто пользуется бумагой. Если использована пленка, его можно и нужно пропустить. Итак, бумага «прилипла». Что же делать дальше? А все очень просто. Тонер от текстолита оторвать не так то просто, а бумага боится воды. Значит, туда ей и дорога Кладем нашу плату в теплую воду, даем ей полежать там минутку. Часть бумаги отвалится сама, а часть нужно удалить. Одной рукой держим плату, а пальцем другой руки аккуратно скатываем бумагу в катышки, не доставая ее из воды. Получается? Вот и замечательно! После переноса тонера с помощью обычного утюга это дело выглядит так: Если некоторые дорожки не перенеслись, либо перенеслись не очень хорошо, их можно поправить CD-маркером и острой иголкой. Желательно использовать увеличительное стекло, дорожки довольно мелкие, всего 0.4 мм. Плата готова к травлению. Травить будем хлорным железом 50 рублей за баночку, хватает надолго. Разводим раствор, кидаем туда нашу заготовку, «помешиваем» плату и ждем результата. Не забываем контролировать процесс. Аккуратно вытаскиваем плату пинцетом (его тоже лучше купить, этим мы избавим себя от лишнего мата и «соплей» припоя на будущей плате при пайке). Ну вот, плата вытравилась. Аккуратно зачищаем мелкой шкуркой. Наносим флюс, залуживаем. На контактные площадки припоя можно нанести чуть больше чем везде, чтобы паять детали удобнее было, и без наноса припоя дополнительно. Вот, что получается после облуживания. Осталось отрезать чуть дальше обведенных контуров, и обточить лишнее надфилем. Текстолит удобно резать ножницами по металлу. Вот что получилось, осталось лишь собрать Собирать будем по этой схеме. При пайке лучше всего использовать паяльник с тонким жалом, как на одной из фото выше. Для удобства можно воспользоваться лупой, ведь детали достаточно маленькие. При этой пайке используется флюс ЛТИ-120. Итак, плата практически спаяна. Проволочка впаивается на место резистора на 0.028 Ом, так как такой резистор мы вряд ли найдем. Можно впаять СМД-перемычки, на них около 0.1 ом. Параллельно, три штуки. Но таких не оказалось, поэтому мы использовали проволочку. Разумеется, выглядит плата грязновато до смывки флюса. Смывать можно простым спиртом. Теперь стоит написать и об коллиматоре. Это Sure, от AiXiZ он мало чем отличается. Из главных отличий — анодирование внутри, что плохо для мощных, более 500 мВт указок, нам же это не критично. Коллиматор заказан из китая, из магазина DealExtreme.com. Приехал ровно через месяц. Фото в разобранном и собранном видах: Старый диод можно выбить болтом М6. Теперь мы впрессуем в него Лазерный Диод. Итак, у нас есть коллиматор. Из него нужно извлечь Лазерный Диод. Некоторые партии AiXiZ\Sure поставляются без слабого красного (5 мВт) Диода, тогда этот шаг можно пропустить. Раскручиваем коллиматор, выкручиваем линзу и заднюю часть, отпаиваем драйвер от диода. Оставшееся крепление зажимаем в тиски. Выбить диод можно, ударив по нему. Можно использовать для этого молоток и болт М6. Диод выбит. Теперь нужно запрессовать новый Фиолетовый диод. Но на ноги Диоду нажимать нельзя, а по-другому запрессовывать неудобно. Что же делать? Задняя часть аиксиза прекрасно подходит для этого. Вставляем новый диод ножками в отверстие в задней части цилиндра, и зажимаем в тиски. Плавно зажимаем, пока диод полностью не запрессуется в коллиматор. Диод запрессован! Итак, драйвер и коллиматор собраны. Теперь закрепим коллиматор в «голову» нашего лазера, и припаяем диод к выходам драйвера с помощью проводков, либо прямо к плате драйвера. Упомянем и корпус. В качестве корпуса было решено использовать простой фонарик из хозяйственного магазина за сто рублей. Выглядит он так: На прищепку для удобства крепления нацеплен магнитик. Осталось лишь вставить устройство лазера в корпус и закрутить. Ну и как уж повелось тут, фотографии самого лазера и его луча Красиво светит, жжет спички с двух-трех метров.

Скачать lay-печатные платы zxsc400 и Sprint layout можно здесь.
Магазин деталей: Lasers.org.ru
Детали драйвера.

Архив фотографий в высоком разрешении здесь.

Предыстория.

7 мая. Для многих этот день – профессиональный праздник, день радио. Именно 7 мая 1895 года А.С. Поповым на заседании физико-химического общества была передана первая радиотелеграмма,  поэтому этот день считается днем изобретения радио.

В нашем институте этому празднику придается особое значение, и оно сочетается с полувековой традицией ходить организованной колонной к памятнику Попову в этот день, и осуществлять его «омовение»:)

Разумеется, студенты радиофака должны как-то выделяться из толпы – для этого факультетом были сделаны большие позолоченные буквы из пенопласта.  А благодаря особым пляскам правительства с отменой перехода на зимнее время в этом году шествие сместилось на почти темный вечер.  Кто же среди ночи увидит все «прелести» букв? Понятное дело,  потребовалось сделать освещение. Об этом освещении в статье и пойдет речь.

 Всё должно было быть переносным и обеспечивать время автономной непрерывной работы не менее полутора часов. Из экономических соображений было выбрано светодиодное освещение, и навскидку определена необходимая мощность.  По ряду причин в городе не нашлось десятиваттных белых светодиодов за разумную цену, поэтому было решено покупать готовые светодиодные прожекторы. Вот такие прожектора.

На ибее есть такие же (их, наверное, там и берут, приляпывая свои наклейки) по 20$ с доставкой; там же есть такие прожекторы, но с питанием от 12в. Время не позволило столько ждать и пользоваться крайне непредсказуемой почтой России, поэтому прожекторы купил здесь.

Прожекторы достаточно яркие.

Далее встала задача запитать всё это «счастье» от 12в, то бишь от обычной свинцовой АКБ.

Из прожекторов были беспощадно выдраны «драйверы». Как выяснилось, они намертво залиты компаундом, переделать под простые небольшие БП их не выйдет. Драйверы могут выдавать 6-11в при стабилизированном токе в 900мА.

При тех самых 900мА на светодиодах падало примерно 9,45в. Оптимальным решением было их последовательно соединить в гирлянду, как я и поступил. По этим условиям были выставлены требования к преобразователю:

- диапазон входных напряжений 9..12в

- выходная мощность не менее 60 Вт

- выходное напряжение 40..80в

- подстраиваемый выходной ток 0.5..1.5А

- защита от отсутствия нагрузки, возможность подключать светодиоды к работающему преобразователю

- минимальная себестроимость, минимум выводных компонентов

В качестве ШИМ контроллера используется МК ATtiny261. То, что получилось:

Классический boost converter.   Калькулятор бустера: http://www.ladyada.net/library/diyboostcalc.html

Затвором полевого транзистора управляет драйвер IR4427, половинки запараллелены.  Можно было применить IR4426, генерируя инвертированный ШИМ.

Частота среза ФНЧ в цепи ОС около 17.5кГц.

Описание программы

МК тактируется от внутреннего RC генератора на 8МГц. АЦП контроллера использует внутренний ИОН на 2.56в. Тактовая частота модуля АЦП выбрана максимально возможной при максимальной точности – 250 кГц (делитель на 32). При этом АЦП может давать примерно до 16к значений в секунду. Конфигурация таймера-счетчика 1: Быстрый ШИМ, частота  – 125 кГц, потолок (OCR1C в этом режиме) = 255. Тактирование таймера от PLL на 64 МГц.  Единица на ножке OC1A устанавливается при переполнении, сбрасывается при совпадении со значением регистра OCR1A, т.е. ШИМ не инвертированный.

Таймер-счетчик 0 сконфигурирован на генерацию прерывания по переполнению (Считает до 0xFFFF = 65535), тактирование таймера 31 кГц. Период вызова прерывания около двух секунд.

В прерывании проверяется состояние аккумулятора, при напряжении ниже 9в устанавливается флаг разряда.

В главном цикле программы получаем значения с каналов АЦП, отвечающих за ток и напряжение в нагрузке.

Проверяем флаг разряда аккумулятора.  Если всё нормально, идем дальше.

Если измеренное напряжение выше планки заданного ограничения и измеренный ток (дальше просто ток и напряжение, соответственно) меньше «минимального» (нагрузки нет), сбрасываем тягу в ноль.  Иначе если ток больше максимального или напряжение больше заданной планки (нагрузка всё-таки есть, но ограничение мы пролетели) убавляем заполнение ШИМ на единицу, если оно отлично от нуля.

Если ток меньше максимального и напряжение меньше максимального, то: если заполнение ШИМ меньше максимального значения (чтобы случайно в один прекрасный момент не открыть транзистор на весь период), инкрементируем на 1;   если ток больше минимального (нагрузка есть) и значение ограничителя напряжения равно «среднему» (максимальное напряжение, которое будет на выходе преобразователя без нагрузки) то поднимаем планку ограничителя (присваиваем значение, которое максимально допустимо на выходе при подключенной нагрузке). Иначе, если ток меньше  минимального, опускаем планку ограничителя до «среднего».

Некоторые примечания: при таком алгоритме возможно возникновение «звона», когда пролет заданных напряжения или тока происходит довольно сильный, и происходит перерегулирование. В таком случае имеет смысл увеличить плавность изменения заполнения ШИМ (например, делать задержку или пропускать сколько-то итераций цикла, прежде чем менять заполнение).  Так же важна частота среза RC цепочки. Если она будет слишком высокой, могут просачиваться помехи с выхода, если же слишком низкой – будет сдвиг фазы, сигнал с ОС будет значительно «запаздывать», что способствует возбуждению. Частота среза ФНЧ должна быть минимум в несколько раз выше частоты дискретизации с данного входа АЦП. Осциллографа под рукой у меня не было, самому интересно посмотреть и оценить уровень пульсаций, но значения по мультиметру  держит железно. Внешних признаков «звона» тоже нет, и светодиоды не мерцают.

Скорость ОС такова, что при отключении нагрузки по мультиметру напряжение успевает подскочить на доли вольта, после чего опускается до «среднего» ограничения. Естественно, нужно смотреть осциллограммы.

В перспективе – оптимизация алгоритма и переписывание на ассемблер. В таком виде пока не буду выкладывать исходники, они будут чуть позже.

Отмечу, что мне всё же пришлось увеличить размер радиатора. Стоило применить вместо IRL540 транзистор с меньшим сопротивлением открытого канала,  хоть и с большей емкостью затвора, запас со стороны микросхемы-драйвера есть. Например, можно поставить IRF3710, у него сорпотивление канала почти в два раза меньше.  КПД преобразователя примерно равен 95%.

Критика и комментарии приветствуются.

⎝⏠⏝⏠⎠

Итак начнем:

Вступление

Полное название современных полупроводниковых лазеров: «полупроводниковые инжекционные гетеролазеры». Сюда входят:

- лазерные диоды и линейки на их основе, в том числе с фотодиодами обратной связи импульсного или непрерывного режима работы с выводом излучения непосредственно, или через волокно, или через интегратор;

- излучатели лазеров импульсного режима работы, представляющие собой импульсный трансформатор тока с лазерным диодом во вторичной обмотке;

- собственно лазеры, представляющие собой интегральный драйвер, нагрузкой которого является лазерный диод. Для импульсного режима работы — это генератор импульсов тока накачки. Для непрерывного режима работы это генератор постоянного тока.

Лазерный диод имеет вольт-амперную характеристику диодного типа, но «построен» не на обычном p-n переходе, как первые гомо-лазеры, а на гетеропереходах, которые выполняют функции:

- эмиттеров для носителей заряда, одновременно локализуя их в активной области;

- оптического волновода для излучения.

Как это работает:

Ток накачки создаёт инверсную населённость носителей заряда в энергетических зонах полупроводниковового материала активной области:

- электронов — в зоне проводимости;

- дырок — в валентной зоне.

Процесс их рекомбинации начинается спонтанно, возможно с одной единственной пары. Но фотон, родившийся при этом, многократно проходит через оптический резонатор, образованный зеркалами активной области, буквально обрушивая электроны в валентную зону, где и происходит рекомбинация, которая носит лавинный характер, когда все рекомбинирующие пары одновременно, т.е. с одной фазой, рождают фотоны. Эти фотоны также многократно проходят через оптический резонатор, создавая таким образом положительную обратную связь, являющуюся непременным условием генерации. По сути лазеры правильнее называть оптическими квантовыми генераторами, т.к. они не усиливают свет (light amplification …), а генерируют его. Усилением света занимаются суперлюминесцентные светодиоды.

Лазерные структуры, из которых в последствии изготавливаются лазерные кристаллы, выращивают различными методами эпитаксии, как правило на подложках n-типа. Профиль будущих кристаллов формируется различными методами:

- фотолитографией;

- пиролизом;

- протонной бомбардировкой.

Омические контакты и припои наносятся на эпитаксиальную пластину ещё до её разделения на кристаллы.

Зеркала оптических резонаторов не шлифуют и не полируют, а получают методом скалывания по плоскостям естественного скалывания, которые есть в любом монокристалле. Для того, чтобы зеркала были строго перпендикулярны к слоям лазерной структуры, монокристалл ориентируют перед резкой на подложки по кристаллографическим направлениям с помощью рентгеновских лучей.

Излучение с заднего зеркала если и используется, то для фотодиода обратной связи. В других случаях на него напыляют отражающие покрытия.

Для облегчения выхода излучения с переднего зеркала на него напыляют просветляющие плёнки.

Типы корпусов лазерных диодов можно посмотреть ТУТ

Красные (длина волны около 650нм) и инфракрасные (ИК) (780нм) диоды можно достать из пишущих DVD приводов. Так же можно использовать и пишущие CD приводы (в них есть только мощный ИК), или DVD Combo.

Список приводов содержащих подходящий для конструирования лазера можно посмотреть ТУТ В таблице далеко не все приводы которые подойдут.

Обратите внимание на колонку №4 в таблице там указана скорость записи и ток которым нужно питать диоды, чем эти показатели выше, тем ярче будет светить диод (выше мощность). Опять же, если вы достали ЛД из привода, которого нет в списке, ориентируйтесь примерно так: для диода из дисковода со скоростью записи 16х желательно не подавать больше 250-260мА, для 18х — 300-350мА, 20-22х — 400-500мА, и пожалуйста опубликуйте етот привод в соответсвующей теме.

Как правильно извлечь диод из привода надете ТУТ

Фиолетовый (405нм) диод вы найдете в Blue-Ray приводах.

Чтобы получить синий (445нм) лучше всего поучаствовать в Груповых закупках

Инфракрасные 808нм диоды вы можете приобрести в МАГАЗИНЕ (их как правило используют в зеленых лазерах для накачки склейки кристаллов)

Лазеры с другими длинами волн излучения построены по технологии DPSS. Что расшифровывается как Твердотельный Лазер с Диодной Накачкой, т.е нужную длину волны излучает активный элемент, который в свою очередь накачивается ЛД. Желтых лазерных диодов пока не встречалось, зеленые в природе существуют но стоят космических денег. — спасибо за правку nERVу.

Пример. Как работает зеленый(532нм) DPSS лазер:

В составе установке находятся такие компоненты, как ИК ЛД 808нм, кристалл вандата иттрия, кристалл KTP, зеркала. Кристаллы находятся в «едином» резонаторе, т.е между зеркалами с различной пропускающей и отражающей способностью для разных длин волн.

Ик излучение с длиной волны 808нм от мощного ЛД проходя через зеркало резонатора вызывает генерацию излучения с длиной волны 1064нм в кристалле вандата иттрия легированного ионами неодима. В свою очередь это излучение проходя через кристалл КТР удваивается, проходит через выходное зеркало и мы видим зеленый лазерный луч.

Желтое, синее, голубое излучение получают примерно также, но с другими кристалами и зеркалами. КПД преобразования оптической мощности такого метода составляет около 20%.

Тоесть для того чтобы получить зеленый лазер 100 миливатт нужно 500 мВт ИК диода. Следует вывод что в лазере ручке попросту не может функционировать зелень более 100мВт. Не лоханитесь при покупке!

До недавнего времени мощные синие лазеры были построены таким же способом, пока в дело не вмешалась компания CASIO с новыми проэкторами А140 и подобными где находятся диоды 445нм 1000 мВт.

Собираем лазер

Ну диод у нас уже есть, дальше собираем драйвер.

Драйвер — это электронная схема, которая контролирует питание диода, без нее он сгорит, отсутствие ее даже не обсуждается!

Читать в первую очередь ЭТО

Самый простой найдете ТУТ

Более сложные ТУТ

Лазерный диод не светит прямым пучком, он светит конусом и его надо фокусировать, а фокусировать нужно коллиматором, как по мне идеальный выбор модули AIXIZ, сразу получаете и коллиматор и примитивное охлаждение в одном флаконе. Купить можноТУТ

Но также можно использовать линзы из DVD для фокусирования на небольшем растоянии. А призмочки для разных экспериментов. Но будте предельно аккуратны — вы не можете быть полностью уверены в том что посветив в призму луч не отразится вам в глаз, что грозит слепотой!

Если же вы собрались делать монстра 1Вт и более, нужно подумать про охлажнение.

Давайте посчитаем: Напряжение 4.2 В Ток около 1.1 А

4.2Х1.1=4.6 Вт, а луч ~1 Вт А куда делось еще 3.6 Вт? А они ушли на нагрев. Температура губительна для диода, кроме того чем выше температура тем ниже мощность, поэтому тепло надо отводить. Идем на радиорынок и покупаем подержанный радиатор для процесора сверлим в нем дырку под AIXIZ, впрессовываем туда модуль предварительно смазав его термопастой. И вообще советую перечитать вот Эту тему.

А также не эксплуатируйте лазер на морозе! Так как при низкой температуре мощность лазера ростет и может стать критической, тогда лазерный диод сгорит.

В конце хочу добавить:

Если вы делаете лазер на продажу для начала перечитайте эту тему, реальная история которая случилась со мной. Сложившаяся ситуация стояла мне кучи нервов и здоровья не вчем не повинного человека. Мне очень повезло, что я так отделался, реально все могло кончится небом в клеточку друзьями в полосочку, занесением судимости в личное дело, а как следствие невозможностью нейдти нормальную роботу и испорченной жизнью. Подумайте дважды.

А дальше все упирается в вашу фантазию, так что дерзайте!

Внимание! Лазер опасен для зрения! Купите защитные очки! Но всеравно дерзайте!

Вопрос: Я не вижу инфракрасного лазера, а если не вижу то он безопасен, так ведь?

Ответ: Нет! Смотрите следующий вопрос!

Вопрос: Сейчас очень сильно обжог правый глаз инфракрасным лазером. Теперь постоянно вижу световое пятно в глазу в форме трёх точек (жирная точка в ценре и тонкие по краям). Если завтра к утру не пройдёт(скорей всего не пройдёт), пойду к врачу. Да, вот такой я дебил, что не защитил глаза. Не будьте такими же — купите или сделайте очки, потому что новые глаза вы себе уж точно не найдёте!

Ответ: Первое, что надо сделать после попадания лазерного луча в глаз это обраться к врачу! Необходимо немедленно поехать в глазную клинику, врач осмотрит ваш глаз и выпишет нужные лекарства. Сетчатка уже была повреждена на всю жизнь, это точно. Возможно дальнейшее отслоение и разрыв сетчатки, так что если не поедете к врачу можно не только зрение потерять но и получить воспаление тканей!

Помню на каком-то форуме(возможно даже и на этом, давно это было) один парнишка тоже самодельным лазером себе засветил, и разумеется, по закону жанра к врачу не обратился… Догадались что щас будет?) Короче, глаз от ожога воспалился, причём серьёзно, ибо воспаление шло изнутри, в общем когда он осознал и созрел(видимо от боли или от полной потери зрения) было настолько поздно, что глаз в итоге пришлось ампутировать… Ох и кипиш помню он поднял на том форуме…

Да уж сильно запугали мы вас. Но есть и хорошая сторона — в самом благополучном случае ваше черное пятно мозг будет обрабатывать и через неделю это пятно станет незаметным, но от этого оно никуда не исчезнет с сетчатки, и без вердикта врача нельзя ничего сказать.

Вопрос: Какие очки лучше купить? Подойдет светофильтр? Самодельные очки?

Ответ: Лучше всего конечно же купить специализированные очки со степенью защиты не ниже OD4. Эти очки гарантированно защитят вас от лазерного излучения. Также стоит не забывать о том что для каждого лазера нужны свои очки! При покупке очков узнавайте длинну волны! Для красных лазеров она обычно 660нм, для зеленых 532нм, для фиолетовых 405нм. Так что покупая очки для зеленого лазера вы скорее всего выберете очки с защитой от 190-540нм.

Светофильтры могут помочь, но они сильно затемняют все цвета, что делает их не очень полезными в плане того, что все станет слишком темным. В то же время можно найти специальные светофильтры, которые используются в очках и сделать свои самодельные очки.

Вопрос: Когда я свечу красным лазером на руку то ничего не ощущаю а когда синим то получаю ожег — значит ли это что красный лазер безопаснее в том числе и для зрения?

Ответ: Нет! Каждый лазер имеет свою длинну волны и тип воздействия на кожу и глаза. Например красный лазер(~660нм) больше воздействует на сетчатку и от него можно очень легко получить «черную точку» в глазу. Зеленый лазер(532нм) обладает похожим действием но в случае с ним, если используется китайская лазерная указка мощность воздействия увеличивается, так как там используется мощный инфракрасный диод до 1 ватта! Синие и фиолетовые лазеры больше воздействуют на роговицу, также они лучше прожигают кожу из за того что кожа хорошо поглащает волны в данном диапазоне.

Вопрос: Заметил, когда находишся возле красного лазера, когда он светит на что то и отражается(не весь луч, а только 1-10% от луча). После этого я вижу все как бы в черно белом фоне. Ну не прямо все, но заметно что цветность различие проподает. и через минут 1-10 нормально становиться..

Это опасно ?

Ответ: В глазу сенсор химический, то есть вырабатывается вещество, которое под действием света распадается, на продукты распада и реагирует нерв. Восстановление вещества идёт постоянно, как расход поэтому система находится в динамическом равновесии.

Когда ты смотришь на яркий свет, равновесие сбивается, падает чувствительность (отсюда засветы на сетчатке от солнца и лампочек).

Когда ты смотришь на рассеянный лазер получается то же самое, только засвет большой, практически на всё поле зрения. Плюс выгорает активное вещество отвечающее только за красный свет, отсюда глюки с цветами. Красный может казаться серым, в то время как зелёный скорее всего пройдёт без искажений.

Насчёт опасности, любой перегруз не желателен, а в целом не страшнее чем на солнце смотреть.

Вопрос: В лампе накаивания 100 ватт — освещение в квартире, а в лазере всего 0,3 ватта — так о какой опасности такого лазера вы говорите мошьность мизерная…

Ответ: В отличии от ламп накаливания лазер имеет когерентный, высоко сконцентрированный луч, который бьет в одном направлении и при этом хорошо сфокусирован. Можно провести аналогию с металлическим шаром весом 1кг и острым лезвием ножа. Нож легкий и легко режет, а шаром сколько не пытайся не нарежешь колбасу.

Вопрос: На какие поверхности можно светить лазером а на какие какие поверхности нельзя?

Ответ: Скажем на какие нельзя: это любые блестящие поверхности, глянец, стекло, воду, все белые, особенно глянцевые поверхности, а сильнее всего отражают зеркала!

Вопрос: Опасны ли дешевые китайские лазерные указки, которые можно купить в ларьке? Могут ли они испортить зрение?

Ответ: Хочу развеять легенду, что маломощные лазеры безопасны для зрения. Во первых, пятно лазера зрачком фокусируется в очень маленькую точку, поэтому плотность мощности получается большой. Во вторых, для повреждения чувствительных элементов глаза совершенно не обязательно термическое воздействие луча (при нём просто повреждения будут ещё хуже). Зрение работает на принципе обратимых изменений в зрительных пигментах родопсине и йодопсине. Так вот даже маломощный лазер может сделать эти изменения необратимыми, хотя даже не нагреет сетчатку глаза.

Вопрос: Опасна ли для кошки китайская лазерная указка на 0,5 … 1 mW? На некоторых форумах читал, что у многих хозяев кошек были лазерные указки для игры с кошками, но потом некоторые из хозяев выкинули указки, считая, что они могут быть опасны для зрения кошек, если луч случайно попадёт в глаза животному. А что думаете вы по этому поводу?

Ответ: Дык у кошки же не спросишь… Но судя по поведению, 4-5мВт оставляют заметный след в жизни кошки. Если до того она хотела играться и поймать зайчик, то теперь она уже знает, как выглядит лазерная указка, и если взять ЛУ в руки — кошка с пробуксовкой по паркету уносится из комнаты, снося всё по дороге. Да и на предметы после этого смотрит как-то по-другому. Это один деятель так со своей кошкой поигрался…

И на последок что происходит если вы сильно провредили глаз:

1) раз в день осматривают глаз, когда светят в него то больно из за повреждений.

2) ежедневно закапывают какую то гадость от которой глаз щипет и слезиться (противомикробное и противовоспалительные средства)

3) ежедневные уколы в глаз, в первый день делали укол какой то дряни я думал больно пока не стали колоть курс какой то другой — от которой потом лежишь минут 20 с чувством что по башке чем то въехали не слабо, и немела губа со стороны глаза, в общем малоприятно.

4) Ежедневные уколы хлорида кальцыя внутремышечно по курсу 4-6-8-10 кубиков плавно повышая дозу — первый день 4 кубика, второй 6 третий -8 и дальше с 4ртого по 10 кубиков в зад ежедневно… приятного тоже мало хотя это комариный укус (хоть и 10 кубиков) по сравнению с уколом в глаз.

 

Ну и стандартно кровь из вены, из пальца, моча.

А еще палаты со старперами которых днем кормили гороховым супом… это незабываемо… хорошо лето было, окна открывали на ночь… на комаров всем было посрать, они и не сильно то залетали в эту газовую камеру… Дольница имени Семашко находится в городском парке, рядом пруд и болото — поверьте — комаров в парке не мало…

Также в качестве дополнения, вот некоторые  адреса глазных клиник в России и Украине:

Москва:

1. ФГУ МНТК «Микрохирургия глаза» им. академика Святослава Фёдорова

127486, Москва, Бескудниковский бульвар, дом 59А

E-mail: info@mntk.ru

Тел.: (499) 906-50-01

Часы работы: 8:30 — 17:00 (кроме выходных).

www.mntk.ru

Рязань:

1. Луч, центр микрохирургии глаза в Рязани

Рязань, ул.Семашко, д.3, к.9, каб.5(поликлиника Семашко)

27-64-24 администрация/директор 8.30-17.30

27-64-44 офтальмолог/подбор линз Пн-Сб

Киев:

1. Мир зрения

Ул. Отто Шмидта, 26-б

г.Киев, 04107, Украина

Тел./факс: (044) 593-77-88

www.porcelain.ua

2. Laser Vision

Ул. Пимоненка, 10-а

г.Киев, 04050, Украина

Тел.: 484-10-90, 223-24-35

e-mail: lazer-vision@mail.ru

Если у кого есть адреса клиник, которые не указаны в этом посте, пожалуйста напишите их в комментариях к этому посту

Пользователь американского лазерного форума выложил небольшой обзор, и вот какая информация теперь у нас есть:

После тестирования, было решено собрать на их основе пару портативных лазеров. Вот и получились DGH-N1 и DGH-N2. Это не настоящее название продукта, это просто наименования, чтобы отличать их.

Заметки при построении:

диоды были в 3.8мм корпусе, и мне всегда нравились медные модули. Собственно диод был впрессован в 12мм коллиматор, и далее в медный радиатор.

Диоды требуют невероятно высокого напряжения, порядка 8В. Это довольно трудная задача. Было решено использовать 3 Li-Ion аккумулятора и понижающий драйвер. В соответствии со спецификацией, диоды не требуют большого тока. оба диода работают на 191мА и выдают 45мВт зеленого цвета!

Однако если пересчитать, то получается что диод потребляет примерно 1500мВт и выдает лишь 45мВт, это около 3% КПД.

В сравнении, у одномодного синего лазера эффективность около 15%, у одномодного красного HL63133DG порядка 20%, ну а 532нм DPSS модуль от FireDragon выдает примерно 7% от входной мощности. Другими словами зеленые диоды пока не очень то эффективны.

Но цвет очень хорош! Его можно описать как темно-зеленый. Фактически складывается ощущение, что в этом цвете больше зеленой составляющей, чем в 532нм цвете.

Ну а теперь непосредственно о диоде! Очень давно мы получили в распоряжение красные лазерные диоды! Лет 5-6 назад стали доступны 405нм фиолетовые диоды.

Ну и конечно же синие 445нм диоды! А теперь зеленые диоды! Лазерная индустрия развивается все быстрее и быстрее!) Это радует!)

Ну и главный вопрос, насколько зеленый диодный лазерзеленый?)

Очень зеленый! Не голубой! Излучение примерно на 22нм отличается от 532нм зеленого и на 22нм от 488 CYAN цвета. В общем цвет примерно между этими двумя цветами.  Субьективно он очень похож на излучение  ArIon 515нм лазера.

Корпус второго лазера примерно такой-же, используется три 10440 аккумулятора для получения 12В и конвертирования их в 8В для диода.

Луч.

Это все еще 50мВт зелени, соответственно видно их почти так же, как и 50мВт 532нм. В комнате луч виден из=за пыли.

Извиняюсь за уличную фотографию, здесь все вхолодных цветах, и естественный цвет луча не передается. Я сфотографировал как лазерный луч попадает на верхушку горы, между деревьев. Я бы сказал, что это благодаря дивительно низкой расходимости, однако это не только заслуга расходимости!  Дело в том, что Ночью зрение людей немного изменяется, и центр чувствительности смещается. Поэтому ночью именно 510нм лазер будет выглядеть ярче 532нм!

Профиль луча:

Это фото расфокусированного луча одномодового лазера. И выглядит он оменно одномодовым, например в сравнении с 445нм касио диодом. Никаких полосочек, ровный элипс.

Сравнение цветов:

На этой фотографии видно небольшой сдвиг 532нм в сторону желтого, и сдвиг 510нм в сторону голубого.

Вот такие сравнения цветов!) Очень красиво!

Измеряем расхождение:

Можно описать расходимость как очень низкую!

BEAM DIAMETER:
—————————————————
Ось………..   APERTURE      8.5м                    12м
Медленная : 5.50mm          7.00mm           7.75mm
быстрая :      3.00mm           5.00mm           6.00mm
Медленная ось:
—————————————————-
на 0 метров,толщина луча  5.50 мм

на 8.5  метров,толщина луча  7.00 мм

на 12 метров,толщина луча  7.75 мм

—————————————————-
Расходимость : 0.1757 (0.18) mRad от 00-8.5м
Расходимость: 0.2050 (0.20) mRadот 8.5-12мft

Рассчитанная расходимость по медленной оси: 0.19 mRad

Быстрая ось:
—————————————————-
на 00м, толщина луча 3.00мм.

на 8.5м, толщина луча 5.00мм.

на 12м, толщина луча 6.00мм.
—————————————————-
Расходимость: 0.2343 (0.23) mRad от 00-8.5м
Расходимость: 0.2734 (0.27) mRad from 8.5-12м

Рассчитанная расходимость по быстрой оси: 0.25 mRad
—————————————————-
0.19+0.25=0.440; 0.44/2.00=0.22

0.22 mRad суммарная расходимость.

Чтож, вот такой обзор! Остается только ждать, когда диоды станут эффективными,низкостоящими и доступными!

Приглашаю обсудить новость на форум: Обсуждение 50мВт зеленого диодного лазера

Аналогично можно сделать модуль и для фиолета.

 Итак, что нам сегодня потребуется:
-какой-нибудь (очень хорошо подойдет почти любой совковый) радиатор, с ровной поверхностью одной из сторон — 1шт;
-собственно, ЛД — 1шт;
-болтики М3 (или другие, при использовании соотвествующих сверел и метчиков) — 5 шт (2 для крепления модуля к основанию, 3 для фокусировки)
-сверло на 4мм — 1шт;
-сверло на 5.5мм — 1шт;
-сверло на 2.5мм (для нарезки резьбы М3);
-дрель;
-термопаста;
-метчики М3;
-3шт укороченных пружинки, наименьго диаметра, свободно надевающиеся на болты М3;
-квадратный, треугольный(можно и прямоугольный или круглый, для особых гурманов) кусочек текстолита (на металлизацию наплевать) — 1шт;
-линза, которой будем фокусировать ЛД, предпочтительнее от китайской указки или от айксиза.
Теперь приступаем к активным действиям.
Отмеряем от нижнего края радиатора нужную высоту(чтобы все модули были на одном уровне), и со стороны ребер (если они есть) керним, сверлим отверстие сверлом 4мм. Далее на глубину 1.2-2мм рассверливаем отверстие до 5.5мм соответствующим сверлом.
Теперь с ровной стороны на равном расстоянии от центрального отверстия для ЛД и на равном расстоянии друг от друга сверлим 3 отверстия 2.5мм, и нарезаем в них резьбу. Так же сверлим аналогичные отверстия в куске текстолита, наклеиваем на кусок текстолита линзу. Теперь сверлим 2 отверстия снизу по краям радиатора на 2.5мм и нарезаем в них резьбу. Теперь мажем термопастой и впрессовываем ЛД в наш радиатор, привинчиваем кусок текстолита, паяем драйвер и радуемся

HHL

Корпус HHL самый большой стандартный корпус для диода. Его размер примерно 3,5 квадратных сантиметра. Предназначен для очень горячих диодов(от 2Вт и выше). Используется восновном в лазерных модулях высокой мощности, а также модифицированная версия данного корпуса используется в оптических каналах связи.
Распиновка
1 “-” микрохолодильника
2 корпус
3 анод лазера (+)
4 терморезистор
5 терморезистор
6 катод лазера (-)
7 анод фотодиода
8 катод фотодиода
9 “+” микрохолодильника

TO3

TO3 это 9ти ножковый корпус. В нем могут использоваться диоды до 5Вт, но обычно дело ограничивается 1Вт и 2Вт диодами.

C-mount

C-mount — это открытый корпус для диодов вплоть до 5Вт(при использовании дополнительного охолаждения).

9ММ

Корпус 9MM используется в лазерах до 2Вт. Это идеальный, дешевый корпус для недорогих лазерных устройтсв.

TO56

TO56 — 5.6мм корпус для очень слабых лазеров(например для лазеров из DVD-RW). Синие 445нм диоды, как не странно, тоже выполнены в нем.

HHLF

Модификация HHL корпуса специально для оптических каналов связи.

T03F

Модификация T03 корпуса специально для оптических каналов связи.

T0259

T0259 — 3х ножный корпус для лазеров вплоть до 5Вт. Используется в недорогих оптических каналах связи.

TO5

T018

Корпус T018 отличается тем, что на него очень легко можно установить охолаждение. В таком корпусе выполнены некоторые отечественные импульсные лазеры с трансформатором внутри.

Open-Cavity(Open Can) Диоды

Open-Cavity(Open Can) Диоды — это открытые и очень мощные диоды. Бывают двух типов — лонг дай — длинный диод, на фото справа,  и шорт дай — короткий диод(на фото слева).

Цоколевка красных ЛД из дисководов:

Общий — минус, он же на корпусе. У 780нм ИК ЛД из дисководов цоколевка совпадает, а у 808нм ИК ЛД  на корпусе  плюс.

В современных моделях фотодиод обычно отсутствует.

Цоколевка фиолетового ЛД из blu-ray кареток и синего 445нм диода:

Чтобы ЛД прослужил долго, ему необходимы стабильные параметры питающего напряжения и/или тока. Именно эти задачи возлагаются на специальную схему — драйвер лазерного диода. Все лазерные диоды рекомендуется питать стабилизированным током, хотя некоторые из них (В частности, красные 650нм из дисководов) ведут себя достаточно стабильно и при питании стабильным напряжением. Вы спросите, зачем применять какие-то стабилизаторы напряжения, если можно просто стабилизировать ток? Дело в том, что стабилизаторы тока немного сложнее стабализаторов напряжения. Например, из-за наличия «датчика тока»(о нем речь пойдет чуть ниже). Также при отстутствии нагрузки и защит по превышению напряжения(что опять-таки ведет к усложнению), на выходе такого драйвера напряжение может достигать больших значений (У идеального стабилизатора тока при отстутствии нагрузки напряжение поднялось бы до бесконечности. Но т.к. воздух имеет некоторое сопротивление, рано или поздно возник бы высоковольтный разряд и продолжил бы гореть, а на практике ничего идеального не существует, и раньше возникновения пробоя воздуха случается выход схемы из строя, или в случае невозможности поднятия напряжения выше входного, как в случае линейных схем, оно останавливается на определенном уровне. Но даже в этом случае диод нельзя подключать к работающему драйверу). Из основной выполняемой функции вытекает необходимость применения т.н. «датчика тока». Как правило, им является включенный в разрыв между лазерным диодом и общим проводом низкоомный резистор. Поддерживая напряжение на нем, схема поддерживает ток. Такое решение обладает некоторыми недостатками — обычно минус питания диода оказывается «оторван» от минуса питания схемы. Второй недостаток — потери мощности на токоизмерительном резисторе. В следствии вышеизложенного обычно находят компромисс между стабилизацией тока и напряжения.

Классификация по  принципу работы

Теперь рассмотрим два основных типа драйверов при классификации по принципу работы — импульсные и линейные. На вход линейным подается всегда большее напряжение, чем нужно диоду. Разница напряжений тут будет гаситься на силовом элементе — транзиcторе — будет выделяться в виде тепла (Выделяемая тепловая мощность — разница входного и выходного напряжений умноженная на ток в цепи). Естественно, ток на диоде будет уменьшаться при падении входного напряжения ниже значения, равного сумме напряжений на  ЛД,  минимальномм падением на транзисторе и токоизмерительном резисторе, если это стабилизатор тока. Это касается и линейных интегральных микросхем-стабилизаторов.  Для полевых транзисторов минимальное падение составляет десятые и сотые доли вольта, для биполярных — может достигать единиц вольт, обычно около 0.7в. КПД линейных драйверов мал и обычно его не измеряют. Импульсный драйвер лазерного диода — частный случай импульсного преобразователя напряжения. Они преобразуют одно напряжение в другое(есть как повышающие,так понижающие и понижающе-повышающие преобразователи), т.е. входная мощность примерно равна выходной: потери энергии в тепло в них малы — тепло выделяется из-за неидеальности компонентов, т.е. падения напряжения на полупроводниковых переходах силовых ключей и диодов.

Импульсные драйверы

Как же работает импульсный драйвер? Посмотрим на упрощенную схему повышающего преобразователя:

 В этом преобразователе ключ установлен после дросселя. Когда ключ замкнут, ток от источника протекает через дроссель L, ток через него увеличивается, в нём накапливается энергия. При размыкании ключа ток от источника течёт через дроссель L, диод D и нагрузку. Напряжение источника и ЭДС самоиндукции дросселя приложены в одном направлении и складываются на нагрузке. Ток постепенно уменьшается, дроссель отдаёт энергию в нагрузку. Пока ключ замкнут, нагрузка питается напряжением конденсатора C. Диод D не даёт ему разрядиться через ключ S.

Диод D может быть заменён на еще один ключ, замыкаемый в противофазе к основному ключу. Во многих случаях, особенно в низковольтных стабилизаторах, это позволяет увеличить КПД. Такую схему называют синхронным выпрямителем.

Дополнительную информацию о повышающем преобразователе можно прочитать по ссылке. Также существуют и другие топологии импульсных преобразователей.

Линейный драйвер

Пример линейного драйвера — источник тока на операционном усилителе (по соображениям наглядности схема упрощена, но иллюстрирует смысл):

Про операционный усилитель и принцип его работы можно прочесть тут. Напряжение на резисторе R будет равно напряжению Vin, следовательно, ток, протекающий через ЛД, транзистор и токоизмерительный резистор будет равен отношению Vin к R при достаточном напряжении питания Vcc.  Если подавать стабильное напряжение на Vin, то, следовательно ток в нагрузке тоже будет стабилен даже при изменении Vcc. Для этой цели обычно применяют либо слаботочный стабилизатор напряжения, либо стабилитрон, либо специальный источник опорного напряжения. Пример полноценной схемы:  http://radiohlam.ru/raznoe/driver_svetodiodov_ou.htm

Пара слов о КПД

Как уже было сказано, КПД линейных драйверов мал и обычно его не измеряют. Рассмотрим измерение КПД импульсного драйвера. Все выглядит очень просто — измерить потребляемые и выходные токи и напряжения, посчитать КПД. Однако, как показывает практика, многие ошибаются уже на этом этапе. Самая частая ошибка новичков — измеряют ток и напряжение поочередно, не придавая значения тому факту, что при измерении тока мультиметром получаются ощутимые потери на проводах и на шунте, обладающих относительно большим сопротивлением. Это вносит значительную погрешность и в ток, и в напряжение (это происходит потому, что на входе драйвера напряжение будет меньше, чем до прибора, или на драйвере при неподключенном в разрыв цепи прибора, а т.к. драйвер импульсный, ток тоже будет отличаться).

Итак, чтобы правильно измерить параметры драйвера, нужно подключить его к источнику питания через низкоомный резистор, порядка 0.1Ом, такой же резистор включить последовательно с диодом. Далее следует все это включить и замерить напряжение на входе драйвера(после резистора), напряжение на резисторе, напряжение на диоде, напряжение на резисторе последовательно с диодом.Теперь найдем потребляемую драйвером мощность:
Pin=Uin * Ures/R,
где Uin- напряжение на входе драйвера, Ures — падение напряжения на резисторе, R — сопротивление резистора. Все напряжения в вольтах, сопротивление — в Омах. Теперь найдем выходную мощность:
Pout= (Uld + Ures)*Ures/R,
где Uld- напряжение на лазерном диоде, Ures — падение напряжения на резисторе, включенном последовательно с ЛД, R — сопротивление этого резистора. Теперь найдем КПД:
КПД= (Pout/Pin)*100%

Измерение тока через диод

Вернемся к измерению тока через диод. Если он питается от стабилизатора тока, достаточно включить в разрыв цепи между диодом и драйвером амперметр. Если же драйвер стабилизирует напряжение — то тут о токе можно судить лишь косвенно, именнов этом заключаетсяеще одначастая ошибка.
Нужно включить в разрыв цепи резистор как можно меньшего сопротивления, померить падение напряжения на нем и разделить на его сопротивление, но ток будет слегка занижен. Чем меньше взять сопротивление резистора — тем точнее результат. Точно можно измерить ток запомнив напряжение на ножках диода, запитав диод от стабилизатора или ограничителя тока и смотреть на ток в цепи, при котором будет то самое падение напряжения на диоде.