Drivery – sterowniki diody laserowej

Zastosowania diody laserowej i jej sterowników

Diody laserowe i urządzenia na ich bazie stają się coraz popularniejsze we wszelkiego rodzaju zastosowaniach. Jednym z ich pierwszych komercyjnych wdrożeń były czytniki i nagrywarki laserowe do płyt – najpierw CD, potem DVD, obecnie Blue Ray.

Wraz z miniaturyzacją i wzrostem mocy modułów laserowych, pojawiły się one w:

  • medycynie, kosmetyce (lasery do małej chirurgii, depilacji),
  • przemyśle (lasery znakujące, tnące, grawerujące, ale także układy pomiarowe, czy testowanie optyki)
  • nauce (układy pomiarowe, naświetlacze, podgrzewacze próbek, markery w astronomii),
  • rozrywce (wspomniane czytniki płyt, projektory laserowe, telewizory)
  • wojskowości (amunicja precyzyjna, rozpoznanie, systemy obrony)
  • usługach (grawerowanie, czytniki kodów).

Można przypuszczać że ilość zastosowań diody laserowej będzie rosła z każdym rokiem. Będą to komercyjne urządzenia produkowane w seriach idących w dziesiątki tysięcy sztuk, jak i niszowe systemy w krótkich seriach lub wręcz pojedynczych egzemplarzach. Opt Lasers dostarcza drivery do urządzeń produkowanych na mniejszą skalę.

Sterownik diody – co to jest?

sterownik laserowy dużej mocySterownik diody laserowej (ang. laser diode driver) to najprościej mówiąc wzmacniacz sygnału sterującego. Ponieważ bardzo często diody wymagają wyższych napięć niż dostarcza sygnał kontrolny (tzw. napięcie modulacji), potrzebne jest urządzenie, które wzmacnia sygnał, stabilizuje prąd i nadaje mu najlepsze dla danej diody parametry. Jednocześnie sygnał wyjściowy wzmacniany jest proporcjonalnie do napięcia sygnału wejściowego. Dzięki temu zachowana zostaje precyzyjna kontrola nad pracą diody laserowej.

Drivery potrafią mieć wiele dodatkowych funkcjonalności rozszerzających ich możliwości. Przykładowo: integracja z kontrolerem temperatury, czy wyjście umożliwiające sterowanie przez komputer z oprogramowaniem CNC. Takie drivery nazywane bywają kontrolerami laserowymi. Ponieważ jednak nie każdy użytkownik chce płacić za funkcje, z których nie korzysta, istnieje zapotrzebowanie również na prostsze, a przy tym bardziej intuicyjne w obsłudze modele driverów. Takie właśnie modele bazowo oferuje Opt Lasers. Klienci mogą jednak zamówić drivery z dodatkowymi funkcjonalnościami.

Rodzaje driverów

Istnieje duża ilość wszelkiego rodzaju driverów, jak również wiele kryteriów podziału. W przypadku produktów Opt Lasers podstawowym kryterium podziału driverów dla diod laserowych jest ilość prądu wyjściowego oraz ilość kanałów.

sterownik laserowy średniej mocyDrivery dużej mocy będą obejmować urządzenia o dużej wydajności prądowej lub o wysokim napięciu (w produkcji seryjnej do 48 V lub 60 A).

Drivery średniej mocy natomiast posiadają wydajność prądową do kilku A.

Z kolei ilość kanałów drivera odpowiada ilości diod, którymi urządzenie może sterować. Najpopularniejsze są drivery jednokanałowe – stosowane np. w głowicach laserowych do maszyn CNC, oraz trzykanałowe – pozwalające na sterowanie modułem RGB.

Na tym jednak ilość rodzajów driverów się nie kończy. Warto pamiętać, że już różne rodzaje diod laserowych wymagają różnego rodzaju driverów, a dodatkowo dioda może być sterowana w trybie pracy ciągłej lub impulsowej.
Co więcej, inne rodzaje laserów potrzebują zupełnie odmiennych driverów. Przykładowo laser CO2 wymaga drivera o dużej wydajności prądowej oraz bardzo wysokim napięciu wyjściowym (liczonym w tysiącach woltów), zaś lasery YAG – prądów o bardzo wysokim natężeniu.

Jeszcze osobnym tematem są wymagania wobec mocy wiązki laserowej sterowanej driverem. Upraszczając – zastosowania przemysłowe wymagają ustawień zapewniających optymalną wydajność pracy. Zastosowania naukowe są bardziej różnorodne, jednak często wiążą się z zapewnieniem bardzo precyzyjnych ustawień zmiennej mocy wiązki. Tak, aby z dużą czułością reagowała na zmiany zachodzące w napromieniowanym obiekcie. Stąd dla niemal każdego zastosowania lasera należy dobrać lub zbudować driver o właściwych parametrach. W miarę potrzeby należy też zapewnić integrację z układami pomiarowymi i kontrolnymi – przykładowo z dedykowanym kontrolerem temperatury.

Marka Opt Lasers specjalizuje się w driverach sterujących diodami laserowymi, jednak jej inżynierowie podejmą się również projektów dotyczących driverów dla innych rodzajów lasera.

Koszty

Jak w przypadku każdego produktu, cena drivera w dużej mierze zależy od długości serii. Drivery według gotowych projektów to najniższy poziom cenowy. Droższe będą drivery customizowane, ale bazujące na podstawowym projekcie oraz dłuższe serie sterowników o oryginalnym projekcie. Najwyższy poziom cenowy to krótkie serie driverów budowanych od podstaw. Bardzo istotnym składnikiem ceny drivera jest czas spędzony przez wysoko kwalifikowaną kadrę inżynierską przy tworzeniu projektu drivera, a po budowie prototypu – czas testów jego parametrów.

Drivery Opt Lasers charakteryzują się atrakcyjną ceną w stosunku do swojej jakości. Firma przyjmuje również zamówienia na krótkie serie kontrolerów laserowych. Zapewnia przy tym jedne z najkrótszych w branży terminów realizacji przy zachowaniu wysokiej jakości produktu i akceptowalnego poziomu cenowego.