Раздел: Документация
0 ... 14 15 16 17 18 19 20 ... 117 Для контроля выходной мощности лазерного излучения и поддержания ее на постоянном уровне применяется схема автоматического управления мощностью лазерного излучения, а в корпус с лазерным диодом установлен еще один элемент: монитор-фотодиод (рис. 3.7). О работе схемы автоматического управления мощностью будет рассказано в соответствующем разделе. Монитор-ФД Ft лд -  1.Анод ЛД 2.Анод Монитор-ФД 3.Общий Рис. 3.7. Лазерный диод SLD105U Нежелательным явлением при разработке лазерного диода может быть слишком большая площадь активной среды. При этом необходимо увеличить ток накачки, что приводит к излишнему разогреву кристалла и быстрому выходу диода из строя. Еще одним недостатком является сильная расходимость пучка излучения. Углы расходимости в вертикальной и горизонтальной плоскостях могут сильно отличаться (рис. 3.8). Это явление приводит к снижению КПД и усложнению всей оптической системы, формирующей считывающее пятно на поверхности компакт-диска. МОНИТОР  Активная среда
Рис. 3.8. Структура лазерного диода Процесс совершенствования (удешевление и миниатюризация) оптических блоков неразрывно связан с оптимизацией характеристик лазерных диодов. Она стала возможной, благодаря современной технологии создания целого ряда структур, имеющих самые разнообразные пространственные и спектральные характеристики излучения. Ресурс лазерного диода является важным показателем его надежности. Время жизни диода определяется наличием эмиссионной способности, поддержи- вающей номинальную мощность излучения. С течением времени эмиссионная способность диода падает, что естественно приводит к падению мощности. Сказанное выше графически выражается зависимостью мощности излучения от рабочего тока во времени (рис. 3.9). Риал  1,5 I  Рис. 3.9. Зависимость выходной мощности от рабочего тока при различных сроках эксплуатации График на рис. 3.9 показывает зависимость мощности излучения от рабочего тока 1раб (0) при начальном условии t = 0. Рабочий ток Ipa6 (0) в течение времени эксплуатации t повышается до значения 1раб (tl), при этом уменьшается наклон графика b и увеличивается пороговый ток. Это связано с потерей эмиссионной способности, вызванной деградацией кристалла. Дальнейшая потеря эмиссионной способности приводит к дальнейшему увеличению рабочего тока при понижении мощности излучения. Ресурс лазерного диода определен как время, в течение которого значение рабочего тока Ipa6 (tl) становится равным 1,5 1раб(0) (рис. ЗЛО). Реальное время наработки на отказ лазерного диода можно продемонстрировать на простейшем примере. Рабочий ток лазерного диода в начале жизни был равен 42 мА (об этом говорит соответствующая надпись на этикетке оптического блока серии KSS). В процессе эксплуатации он увеличивается в 1,5 раза и стал равным 63 мА. Практика ремонтов показывает, что такие случае достаточно редки. В процессе сервисного обслуживания автору приходилось заниматься ремонтом проигрывателей компакт-дисков 1986 года выпуска. В этих проигрывателях оптические блоки никогда не заменялись, и на протяжении 15 лет лазерные диоды продолжают исполнять свои функции (данный пример не относится к оптическим блокам производства SONY). Проверить работоспособность LD можно только с помощью измерителя мощности лазерного излучения, сравнив показания прибора с номинальной мощностью излучения LD (справочные данные для разных типов LD можно найти в технической документации производителя). Этот метод недоступен из-за отсутствия измерительного прибора. На практике наличие самого излучения без оценки его мощности можно определить, используя зеркало или компакт-диск, установленные под наклоном над линзой объектива. Излучение будет отображаться в виде светящихся красных точек. Естественно, с CD-механизма необходимо снять узел прижима для получения доступа к линзе, а для портативных и переносных плейеров, с загрузкой CD сверху, — закоротить кнопку блокировки. tl t Рис. 3.10. Зависимость рабочего тока от срока эксплуатации Отсутствие светящихся красных точек еще не говорит о стопроцентном выходе из строя лазерного диода. Возможна некачественная пайка его выводов. Неисправности могут быть и в цепях его питания. Используя источник питания 5 В, переменный резистор номиналом 50 Ом и мультиметр, можно проверить на наличие генерации LD отдельно от схемы. При токе более 20 мА излучение будет отчетливо видно. При таком эксперименте следует помнить, что лазерный диод является ESD-компонентом. Кроме того следует не допускать включение диода в обратном направлении и не применять омметр для его прозвонки. Наличие лазерного излучения можно проверить также простейшим индикатором, схема которого представлена на 3.3. Фотодетектор. Способы фокусировки и отслеживания дорожки записи При воспроизведении информации с компакт-диска необходимо, чтобы расстояние между фокусирующим объективом и дорожкой записи было равно фокусному расстоянию объектива. Максимально допустимые отклонения от этого положения в ту или иную сторону не должны превышать пределов его глубины резкости. Глубина резкости оптической системы численно равна ±1,9 мкм, в то же время вертикальные биения CD при воспроизведении могут достигать ±0,5 мм. Для того, чтобы обеспечить требуемое расстояние между линзой объектива и компакт-диском, используется система автоматической фокусировки. Эта система на основании величины и знака ошибки фокусировки формирует соответствующий управляющий электрический сигнал, постоянно корректирующий расстояние между линзой объектива и поверхностью диска. При тиражировании CD возникает эксцентриситет дорожки записи. Его величина, в соответствии со стандартом, не должна превышать +70 мкм. Для воспроизведения информации с дорожки шириной 0,6...0,8 мкм необходимо, чтобы сфокусированный луч удерживался на ней с точностью +0,05 мкн. Для выполнения этого условия применяется система автоматического отслеживания дорожки записи. Эта система формирует управляющий сигнал, постоянно корректирующий положение линзы в горизонтальной плоскости, чем достигается точное прохождение луча по осевой линии дорожки записи. Существует достаточное количество способов фокусировки луча на поверхности CD и способов отслеживания дорожки записи. Здесь мы рассмотрим только применяемые наиболее часто. Эти способы характеризуются высокой надежностью рис. 3.11.  Q1— п-р-п фототранзистор, работающий в инфракрасной области; РВ — пьвзоэуммер Рис. 3.11. Схема индикатора лазерного излучения 0 ... 14 15 16 17 18 19 20 ... 117
|
