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Los diodos láser utilizados en los pick up de CD

 

 

Desde que apareció en el mercado el instrumento LASERCheck, la tarea de medir la potencia de emisión de los diodos láser utilizados en pick up ópticos de sistemas tipo CD se ha facilitado mucho, ya que con sólo interceptar el rayo láser emitido en busca de un disco (aunque la bandeja portadisco esté vacía, el sistema de control realiza una rutina de búsqueda de disco cada vez que ingresa la bandeja) con el sensor de mano del instrumento, se obtiene una magnitud que, comparada con la que debería tener siendo una unidad nueva, permite evaluar el estado de desgaste y las posibilidades de funcionamiento del pick up. Sin embargo, en algunas ocasiones no es posible ubicar al sensor de forma que intercepte fácilmente el rayo láser para tomar una lectura. En efecto, un diseño mecánico complicado que no deje a simple vista el pick up, o bien que el equipo, en ocasión de ser presupuestado, no esté en condiciones de funcionar por sí mismo, impedirán que haya emisión láser para medir y evaluar. Por ello se hace interesante contar con una forma de excitar, por nuestros propios medios y en forma controlada, a cualquier diodo láser con el objeto de poder medirlo. El instrumento LASERCheck LPM-1500 cuenta con ambas funciones en forma independiente: a) medir potencia de emisión láser; b) excitar diodos láser. La función de medir no tiene complicaciones: realmente es muy sencillo, como decíamos al principio del artículo. La función de excitar diodos láser merece muchas consideraciones a tener en cuenta, principalmente por la seguridad del usuario que efectúa la medición y del dispositivo a medir. Los fabricantes de ópticas láser para CD no proporcionan información que pueda usarse para excitar los diodos láser que estas incluyen. Por lo tanto, toda forma de excitación externa queda actualmente en el campo de la experimentación.

Existen numerosos tipos de diodos láser, y una descripción exhaustiva de los diferentes modelos existentes en el mercado mundial sería muy extensa, quedando fuera de los alcances de este artículo. La gran mayoría de los diodos láser poseen, aparte del diodo emisor propiamente dicho, un fotodiodo, que cumple la función de monitorear internamente la magnitud de la emisión láser y servir de lazo de realimentación para circuitos reguladores de corriente, encontrándose ambos dispositivos dentro del mismo encapsulado. Suelen tener tres terminales y compartir un terminal común, adoptando cualquiera de las cuatro configuraciones de la Figura 1. La configuración IV parece ser actualmente la más utilizada en los bloques ópticos de CD, pero en cada caso es fundamental cerciorarse de ello.

        

Para determinar cuál es el ánodo y cátodo del diodo láser (Láser Diode, o LD) y del fotodiodo (Photo Diode, o PD) y conocer por tanto la configuración interna, existen al menos tres métodos, a saber:

1. Reconocimiento visual de los dispositivos y de las conexiones internas

Con un microscopio o binocular de laboratorio es posible examinar el interior del diodo láser y reconocer su distribución y conexiones en forma visual, observando a través de la ventana por donde sale el rayo. Sin embargo, este método obligaría a retirar del pick up al diodo láser. En ningún caso se recomienda extraer el diodo láser del bloque óptico, pues éste viene ensamblado de fábrica con una ubicación calibrada y precisa que se debe respetar para mantener la funcionalidad de todo el conjunto.

2. Determinación de los terminales ánodo y cátodo con multímetro digital

El procedimiento es igual que para los diodos comunes, colocando una de las puntas en el terminal común y tocando con la otra los restantes terminales, para luego repetir la operación invirtiendo las puntas. Se recomienda no utilizar un multímetro analógico porque su relativamente elevada corriente para estos dispositivos podría dañar al diodo láser. Tenga en cuenta que los diodos láser son muy sensibles a las cargas estáticas, a la sobrecorriente y a la polarización inversa, por lo que se recomienda tomar extremas precauciones de seguridad al manipularlos. Una vez determinado el ánodo y cátodo, sólo resta conocer cuál es el diodo láser LD y cuál es el fotodiodo PD. Esto es bastante sencillo, ya que habrá notado que el voltaje en polarización directa de un fotodiodo está en el orden de los 0.4 a 0.7 Voltios y en los diodos láser está en el orden de los 1.3 a 2.5 Voltios. En la Figura 2 se aprecian lecturas reales arrojadas por un multímetro digital.

3. Deducción por el conexionado y polarización externa del circuito de aplicación Algunos modelos de diodos láser se manufacturan junto con los fotodiodos detectores de foco (focus) y seguimiento (tracking), en los llamados arreglos (arrays), en cuyo caso la identificación visual se complica. En estos casos, puede determinarse la ubicación de los pines del diodo láser realizando deducciones a partir de los componentes externos del bloque óptico, siguiendo estas pautas conocidas:

  • Normalmente existe un capacitor (suele ser de tantalio, encapsulado SMD, del orden de 1µF) conectado en paralelo al diodo láser (LD). El terminal positivo del capacitor coincide con el ánodo del diodo láser (LD).
  • Normalmente existe un resistor ajustable (preset) en serie con la salida del fotodiodo (PD).
  • Diodo láser (LD) y fotodiodo (PD) comparten un mismo terminal.
  • El puente de protección electrostática que se encuentra en algunos pick up (generalmente una gota de soldadura de estaño entre dos islas próximas de circuito impreso) está para mantener en cortocircuito al diodo láser. En consecuencia, al retirar la gota de estaño y abrir el puente, se obtienen sobre las dos islas los bornes del diodo láser, facilitando la tarea.

En la Figura se aprecia un bloque óptico KSM-440 de una consola de juegos PLAYSTATION® (SONY®), en la que se ha determinado el patillaje del diodo láser mediante el método 3.

 

Para evitar cualquier posibilidad de error en las conexiones, es una buena práctica dibujar sobre un papel la configuración que acaba de determinar, y más aun, soldar un chicote de cable de diferente color a los terminales que se usarán. Tenga presente que algunos diodos láser no soportan voltajes inversos, ni siquiera por una millonésima de segundo. Por lo tanto, asegúrese muy bien de polarizar el diodo láser en directa al primer intento.

El uso indebido del excitador (DRIVER) podría provocar daños permanentes en pick up o diodos láser si no se respetaran sus requerimientos de alimentación, los cuales deberían ser conocidos de antemano. No se asumirá responsabilidad alguna por los daños que este instrumento pudiera ocasionar a dispositivos o personas. El excitador (DRIVER) es un circuito básico experimental y su uso es de exclusiva responsabilidad del usuario.

El cable del Excitador se conecta en la salida denominada DRIVER; posee dos pinzas caimán y sus colores indican en dónde deben ser conectadas, según la siguiente tabla:

·    Pinza Roja: ánodo del diodo láser (LD anode)

·    Pinza Negra: cátodo del diodo láser (LD cathode)      

 

Lo más importante ahora es saber de buena fuente cuál es la corriente de operación requerida por el diodo láser. Una buena fuente de información sería la del propio fabricante del dispositivo, y una alternativa a la falta de ésta, es intercalar un miliamperímetro en la alimentación del diodo láser en el mismo pick up cuando es alimentado por el equipo original y tomar nota de su magnitud para luego aplicar el mismo valor de corriente con el excitador del instrumento.

EXTREME LAS PRECAUCIONES DE SEGURIDAD EN LA MANIPULACION DE DISPOSITIVOS LASER: NO MIRE DIRECTAMENTE HACIA EL INTERIOR DEL LASER, NO MIRE SU REFLEJO, NO LO APUNTE HACIA OTRAS PERSONAS. MANTENGALO ALEJADO DEL ALCANCE DE  LOS NIÑOS. LA INCIDENCIA DE EMISION LASER SOBRE LOS OJOS Y LA PIEL PODRIA CAUSAR CEGUERA PERMANENTE Y QUEMADURAS GRAVES.

 

 


 

 

 

 

 

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