半導体レーザー(500mw&1000mw)について

LDの特性について、試した限りについてメモしておきます。以下の内容が正しいかどうかわかりません。予めご了解ください。半導体レーザーの出力(500mwとか)は、光出力のことで、こちらには、

LDでは、電気エネルギーが光に変換される。LDの消費電力とレーザー出力が同じ W であるため、LDの発光効率(発振効率)は、これらの比で容易に求めることができる。

Efficiency({c4de8a001cbcae7c382f1dd801287804055307794e3d216dc125c16c479c4f5b}) = Optical output power / ( Operating Voltage x Operating current )、

とあります。 同時に変換効率は~60%のようです。(資料失念)

500mw用LDで

CIMG2303

測定したところ、LDにかかる電圧と電流は

1.8V×400mA=0.72W でしたから×60%として0.432W、約430mw(推測)となります。放熱の状況や木を焼く様子を他の500mwの動画と比較しながら決めた値です。

そして、1000mwLDで

CIMG2343測定したところ、LDにかかる電圧と電流は

4.41V×400mA=1.76W でした。同じく×60%を採用すると、1.058W、約1000mw(推測)となります。LED用定電流電源モジュールの取説にある「電源側PWM入力」の電圧は実測値で0.482Vでした。1000mA流すに1.25V必要ですから、0.842Vですと、1000÷1.25×0.482=385.6mAということになります。アナログ電流計で目分量400mAに設定したので、だいたい合っています。 それと黒いヒートシンク底面から60㎜の位置が焦点でした。アクリル板でゲージを作っておけば便利です。 まあ半分くらいが熱になるという認識でいいのでしょうか。あちこち探してみるとLDの使用温度は、20℃~50℃?くらいまでとのことですから、ばかでかいヒートシンクが必要ということです。

このときの安定化電源の設定は、23.3Vで80mA(1.864W)でした。1.76÷1.86=0.946となります。ということでLED用定電流電源モジュールの変換効率は非常に高いことがわかります。これなら定電流モジュールにヒートシンクは不要のようです。  自作CNCのステッピングモーター用電源としてAC-DCアダプター24Vを用いていて、そこからLD電源を取る予定です。その実測値が23.3Vということです。

今回の1000mwLDの資料をメモ。 ちょっと意味わかりません。

波長:445nm(青)  順電圧降下:最大4V以上  1Aで1W出力として使用されていたものですが、ダイオード自体は1.6A1.5Wほどまで動作することができます。

500mw用LDヘッドの資料

CIMG2280

  • 電圧:4.5V-5V
  • カラー:ブルーパープル
  • レーザー出力:300mw/500mw選択可

電圧なんか書かれても大凡の目安にしかなりません。W数(光出力)と変換効率が知りたいですね。

あと、LDには閾値があるようで、徐々に電流を上げていくとLEDのようにぼんやり光だし、更に増やすとあるところから間歇的にレーザー光を出し始めます。と同時急激に電流が増加し始めますので、電流電圧を監視しながら徐々に使える領域を見極めました。  また、青の補色はオレンジですし、青紫の補色は黄色のようです。 プリント基板の銅箔に塗装するならオレンジがよさそうです。

 

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Φ について

2010年より研究しています。
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