LDRVDUALは、半導体レーザーダイオード、SOA、PPLN向けのデュアルチャンネル電流駆動・温度制御モジュールです。主な機能は、レーザー内部の温度制御、レーザー駆動用の定電流信号の生成、外部入力電圧信号の電流駆動への変換です。モジュールには4×2の最大電流駆動レンジが備わっており、レーザーの出力に応じて回路基板上のパッチコードで選択可能です。配線の利便性を考慮して、3つの光ファイバポートが設計されており、ユーザー操作用の電源ポートも用意されています。

内蔵リファレンスソースは非常に低ノイズで、16ビットの高精度制御が可能です。電流および温度の各パラメータはモジュール内に保存でき、シンプルな外部トリガ信号でこれらのパラメータを用いたレーザー駆動が可能です。これにより、プラグアンドプレイで高安定性のレーザー光源として利用できます。

取り付け

レーザーを使用する際は、必ずレーザーマニュアル、対応コネクタの配線順序、および回路基板上の配線を確認し、レーザーが現在の配線順序に適合していることを確認してください。誤った配線順序で電源を入れると、レーザーが損傷する可能性があります。

モジュールの電源負入力、底板、NTCの負極はすべて接地されています。一方、駆動出力の正負極は接地されていません。取り付けるレーザーの機能ピンが接地（ハウジングに接続）されている場合は、特に注意してください。

レーザー機能ピンが接地されている場合（例：レーザーの正極が接地されている場合）、レーザーと底板の間に熱伝導性のシリコンシートを挟み、金属ネジでレーザーを固定せず、レーザーの筐体と底板を絶縁する必要があります。確信が持てない場合は、販売元の技術担当者に相談してください。不適切な接地はモジュールの異常動作やレーザーの損傷を引き起こす可能性があります。

！同一チャンネル内の2本のパッチコードは完全に一致させる必要があります。そうでない場合、装置は正常に動作しません。すべての操作は、必ず電源を切った状態で行ってください。

！レーザーに内蔵の分圧抵抗がある場合、使用しないようにしてください。使用すると、外部駆動電圧が不足し、レーザーが低電圧状態になる可能性があります。

パネル

左から右へ：

電源インターフェース

3.81mm コネクタ 1: VSOA DC 5～12V、3A。低リップルの安定化電源を使用し、システム全体のノイズを低減してください。3.81mm コネクタ 2: VIN DC 5V、5A。低リップルの安定化電源を使用し、システム全体のノイズを低減してください。

通信インターフェース：シリアル通信、ボーレート 115200bps、データビット 8、ストップビット 1、パリティなし、3.3V TTL レベル。

パッチコードで GND と RX を短絡させることで、設定済みの内部電流に従ってレーザーを駆動可能です。すべてのパラメータを設定した後に使用してください。

P+, P-：補助コネクタ。内部コネクタを使用してレーザーピンに直接接続可能です。

COMランプ：通信表示ランプ。GND と RX が短絡されると赤色が点灯します。

SYSランプ：システム状態表示。レーザーが未装着、またはレーザー温度が設定値に安定していない場合は黄色点灯。温度が安定すると緑色点灯。内部駆動電流がオンになると赤色点灯。

DIRECT INPUT：SMBコネクタ、入力電圧 0～2.5V、入力周波数 0～20MHz。

AC INPUT：SMBコネクタ、入力電圧 -5～5V、入力周波数 20kHz～20MHz。

特に注意してください！

レーザー筐体の絶縁
レーザーに機能ピンが筐体に接続されている場合（例：NELレーザーでは正極が筐体に接続されていることが多い）、レーザー筐体は基板から絶縁する必要があります。レーザーの下に熱伝導性シリコンパッドを敷き、金属ネジで固定しないでください。

レーザー電流設定
P3およびP10のショートキャップ（パッチコードキャップ）で設定します。両者が不一致の場合、システムの自己認識と実際の電流がずれ、レーザーが焼損する可能性があります。

安全確認
まずLEDランプや安価な赤色レーザーで、電流設定が正しく動作するか確認することを推奨します。温度制御の調整
レーザー温度が振動する場合は、温度制御のPIDパラメータ設定が不適切です。調整コマンドは tecp kp kI kd で、送信すると即時反映されます。温度応答の精度と速度を観察し、満足できる効果が得られたら、save コマンドで保存してください。

モジュールの起動
モジュールにスイッチはありません。電源接続後、温度制御は自動で作動しますが、レーザー電流源は起動しません。緑色ランプが点灯すると温度が安定した状態です。RXとGNDをショートすることで電流源を開始できます。この操作は、パラメータ設定が完了した後に行ってください。

外部信号入力（Direct）

装置背面の信号入力端子 INPUT は外部信号の入力に使用されます。内部バイアス信号がオンになっていない場合の等価回路は下図の通りです

レーザーの駆動電流

ILaser = (V1/1.25V) x Imax

Imax=149mA, 378mA etc

内部信号がオンの場合の等価回路は下図の通りです。

可変カーブ

内部信号のみを使用する場合は、INPUTインターフェースのすべての接続を切断してください。
内部信号と外部信号を同時に使用する場合は、上記の等価回路を参照し、最終的な効果を計算してください。

外部信号入力（AC）

本装置には-20dBゲインのAC入力チャンネルも備わっており、内部リファレンスソースとAC結合されています。
これにより、大振幅の変調信号を入力して信号対雑音比を改善することができます。
装置内部で信号を10分の1に減衰させ、低ノイズの内部リファレンス信号に重畳させることで、低ノイズ変調出力を実現します。
数式は以下の通りです。

Ilaser = (-Vac/25V) x Imax+Iinternal

PC制御インターフェース

装置カバーを元に戻し、コントローラを電源に接続した後、USBケーブルでコンピュータに接続します。Windows 7以降のシステムでは、USBドライバを自動でインストールするためにインターネット接続が促されます。他のOSを使用する場合やインターネットに接続できない場合は、FTDI公式サイトから対応するドライバをダウンロードしてください。ドライバをインストールすると、「デバイスマネージャー」に仮想シリアルデバイスが表示されます。

その後、コンピュータ側の専用ソフトウェアを起動すると、操作画面が表示されます。

PC制御ソフトウェアを使用してレーザーを操作する場合、まず「Communication Port」で対応する仮想シリアルポートを選択します。見つからない場合は Refresh ボタンをクリックしてください。その後、Connect ボタンをクリックすると、正常に接続されるとコンソールが点灯し、コントローラの現在設定値を読み込みます。

希望の動作温度は「LD Temp Setpoint」に入力し、Set Temperature をクリックして設定します。次に、Bias スライダーで一定動作電流を、Limit スライダーで最大制限電流を設定します。Driver と Driver2 はそれぞれ2チャンネルの電流を制御します。設定が完了したら Set Parameters をクリックして装置にパラメータを送信し、Save All Settings で装置内にすべての設定を保存できます。

設定後、Run:DC をクリックすると、設定済み電流でレーザーが駆動します。Limit スライダーはレーザー保護用で、外部入力時の電流制限にも使用できます。必ずレーザー仕様表に記載された最大動作電流を設定してください。

注意: レーザーを駆動する前に、各パラメータがレーザーの許容範囲内であることを必ず確認してください。

通信手順

専用の変換ケーブルを使用して、回路基板とコンピュータのUSBまたはシリアルポートを接続します。USB変換器はFT232Rチップを使用してシリアルポートをエミュレートします。Windows 7以降のシステムでは、自動的にネットワークに接続してドライバをインストールします。その他のOSやネットワークに接続できない場合は、FTDI公式サイトから対応するドライバをダウンロードしてください。ドライバをインストールすると、「デバイスマネージャー」に新しいシリアルデバイスが表示され、通信速度はデフォルトで115200bpsに設定されます。パラメータはASCII形式のシリアルコマンドで変更でき、コマンドはキャリッジリターンで終了します。

以下ではPuTTYを例に通信方法を説明します。PuTTYを開き、接続タイプで Serial を選択し、デバイスマネージャーで確認したポート番号を入力、Speed に115200を入力して Open をクリックすると、黒いインタラクティブポートが開きます。キーボードで関連コマンドを入力します（Backspaceキーは使用できません）。正しくコマンドを入力すると、システムは設定結果を表示し、誤りがある場合はエラーメッセージを返します。

ホストコンピュータとの通信

コンピュータはメイン制御端（ホストコンピュータ）として動作し、文字列コマンドを送信します。1行のコマンドはコロン「:」で始まり、最初のチャンネルの開始文字となり、キャリッジリターン (\r\n) で終了します。下位機器はコマンド実行後に情報を返します。

以下のすべての機能は、専用サポートソフトウェアからアクセス可能です。設定は、まずLDPDサポートソフトウェアで行い、正しい波形を確認した上で Save をクリックして下位機器にパラメータを保存することを推奨します。その後、他のクライアントに転送して制御することが可能です。

動作モード

パラメータ設定