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2011年10月04日の記事

2011年10月4日(火) 21:15

フォトダイオード

 フォトダイオードと推測される2つのコネクターには12Vを供給し、電流検出抵抗に1KΩを接続して様子を見る。どれぐらいの電流が流れるか予想できない。大出力レーザーのモニターだから、フォトダイオードも通常の使用とは桁違いの光入力があるかもしれない。

 12Vは、左の黒い板みたいなコンバーターから供給。レーザー砲計画の時に買って、在庫になっていたものだ。18-36V供給というバッテリー仕様がレーザー砲と共通なので、当時買い込んでおいたパーツが結構流用できる。
 中央のコーセルは、プラスマイナス15Vを作り出す。今日は使用しない。

 いずれのコンバーターも初陣であり、使い物になるかどうかサンプルで確認するという段階。
 データシートの記述が分かり難く、4番ピンをGNDに直結するとONだった。

 電圧計は、秋月の700円のやつ。精度1%あれば役に立つ場合は安物でもOK。最大1999表示で小数点はなく、0.1ミリボルト単位のカウントとなる。0.2V未満しか計測できず、スケールを変えるには高精度の分圧抵抗を用意せねばならないのが面倒。しかし、そのままで微小電圧を計測する目的にはピッタリだ。

 ここで、予想外の結果。
 2つのフォトダイオードのうち、片方にしか電流が流れていない。どうやら、最終的なレーザー出力ではなく励起LDの光出力をモニターしているらしい。2組の17直列LDのうち1組だけに通電したら、フォトダイオードも1つだけが反応。

 2組の励起LDは別々に制御されているから、フォトダイオードも別々に用意されているわけか。考えてみれば理にかなう。

 電圧が0.7ミリボルト。かろうじて計測できただけしか流れなかったのも、予想外。抵抗が1KΩだから、0.7マイクロアンペアということになる。これはフォトダイオードとしてありふれたオーダーであり、特に強い光を受ける設計にはなっていなかった。

 定電圧+電流制限抵抗のコンビで簡易にLDを光らせた場合、光出力は奇妙な変動をみせる。

 まず電流投入直後に一気に光出力がオーバーシュートし、すぐに下がる。これは非常に分かり易く、最初はLD本体が冷えているためである。LDはすぐに加熱するため、数秒で光出力は下がる。問題はその後で、僅かずつだが光出力が再び上昇を始めるのだ。常識的に考えれば、セメント抵抗が加熱されて抵抗値が大きくなる。だから、だんだん電流が小さくなって光出力は下がるはずなのだ。
 ところが、実際は光出力は上昇を始める。これは、同じくセメント抵抗のドライバーを装備していた初代ゴキブリレーザーもそうだった。

 まさかセメント抵抗は、温度が上がると抵抗値が減るのだろうか?
 そんな話は聞いたことがないが。

 いずれにしろこの簡易方式は出力変動が大きいので、LDを定格オーバーにしないためには十分なマージンを取らねばならない。だから、性能を十分に引き出すことは出来ない。今回は動作確認段階ということもあり、定格の間違いなく半分以下と思われる現状より電流を増やすつもりはない。

written by higashino [ファイバーレーザー] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

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