SPLLL90_3 - OSRAM Opto Semiconductors

2009-03-04 1

200 9- 03- 0 4

Hybrid Pulsed Laser Diode with Integrated Driver Stage 70 W Peak Power

Hybride Impuls-Laserdiode mit integrierter Treiberstufe 70 W Spitzenleistung

Version 1.0

SPL LL90_3

Features: Besondere Merkmale:

• Low cost, small size plastic package • Kleines kostengünstiges Plastik-Gehäuse

• Integrated FET and capacitors for pulse control • Integriert sind ein FET und Kondesatoren zur

Impulsansteuerung

• Strained InAIGaAs/GaAs QW-structures • InAIGaAs/GaAs kompressiv verspannte

Quantenfilmstruktur

• High power large-optical-cavity laser structure • Hochleistungslaser mit "Large-Optical-Cavity"

(LOC) Struktur

• Nanostack laser technology including multiple

epitaxially stacked emitters

• Nanostack Lasertechnologie beinhaltet mehrere

epitaktisch integrierte Emitter

• Laser aperture 200 μm x 10 μm • Laserapertur 200 μm x 10 μm

• High-speed operation (< 30 ns pulse width) • Schneller Betrieb (< 30 ns Impulsbreite)

• Low supply voltage (< 20 V) • Niedrige Versorgungsspannung (< 20 V)

Applications Anwendungen

• Range finding • Entfernungsmessung

• Security, surveillance • Sicherheit, Überwachung

• Illumination, ignition • Beleuchtung, Zündung

• Testing and measurement • Test- und Messsysteme

Notes Hinweise

Depending on the mode of operation, these devices

emit highly concentrated non visible infrared light

which can be hazardous to the human eye. Products

which incorporate these devices have to follow the

safety precautions given in IEC 60825-1 "Safety of

laser products".

Je nach Betriebsart emittieren diese Bauteile

hochkonzentrierte, nicht sichtbare

Infrarot-Strahlung, die gefährlich für das

menschliche Auge sein kann. Produkte, die diese

Bauteile enthalten, müssen gemäß den

Sicherheitsrichtlinien der IEC-Norm 60825-1

behandelt werden.

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Version 1.0 SPL LL90_3

Ordering Information

Bestellinformation

Maximum Ratings (short time operation / kurzzeitiger Betrieb, TA = 25 °C)

Grenzwerte

Type: Number of

emitters

Emission

wavelength

Peak output

power

Ordering Code

Typ: Emitteranzahl Zentrale

Emissionswellen

länge

Spitzenausgangs

leistung

Bestellnummer

λpeak Popt

SPL LL90_3 3 905 70 Q65110A1009

SPL LL90_3 R33 3 905 70 Q65110A6451

Parameter Symbol Values Unit

Bezeichnung Symbol Werte Einheit

Peak output power

Spitzenausgangsleistung

Ppeak 80 W

Charge voltage

Ladespannung

(VG = 15 V)

VC20 V

Gate voltage

Gate-Spannung

VG-20 ... 20 V

Duty cycle

Tastverhältnis

dc 0.1 %

Operating temperature

Betriebstemperatur

Top -40 ... 85 °C

Junction temperature 1) page 10

Temperatur des pn-Übergangs 1) Seite 10

Tj105 °C

Storage temperature range

Lagertemperatur

Tstg -40 ... 100 °C

Soldering temperature

Löttemperatur

(tmax = 10 s)

Ts260 °C

Version 1.0 SPL LL90_3
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Characteristics (TA = 25 °C)
Kennwerte
Parameter Symbol Values Unit
Bezeichnung Symbol Werte Einheit
min typ max
Emission wavelength 2) page 10  
Zentrale Emissionswellenlänge 2) Seite 10  
λpeak 895 905 915 nm
Spectral width (FWHM) 2) page 10  
Spektralbreite (Halbwertsbreite) 2) Seite 10  
Δλ 7nm
Peak output power 2) page 10  
Spitzenausgangsleistung 2) Seite 10  
Popt 60 70 80 W
Charge voltage at laser threshold
Ladespannung an der Laserschwelle
UC, th 44.55V
Pulse width (FWHM) 2) page 10 , 3) page 10  
Pulsbreite (Halbwertsbreite) 2) Seite 10 , 3) Seite 10  
tP37 40 43 ns
Rise time 2) page 10 , 3) page 10  
Anstiegszeit 2) Seite 10 , 3) Seite 10  
tr71013ns
Fall Time 2) page 10 , 3) page 10  
Abfallzeit 2) Seite 10 , 3) Seite 10  
tf40 45 50 ns
Jitter (regarding trigger signal and optical pulse)
Jitter (bzgl. Triggersignal und optischem Puls)
tj170 500 ps
Aperture size
Austrittsöffnung
w x h 200 
x 10
μm x 
μm
Beam divergence (FWHM) parallel to pn-junction 
2) page 10  
Strahldivergenz (Halbwertsbreite) parallel zum 
pn-Übergang 2) Seite 10  
Θ|| 12 15 18 °
Beam divergence (FWHM) perpendicular to 
pn-junction 2) page 10  
Strahldivergenz (Halbwertsbreite) senkrecht zum 
pn-Übergang 2) Seite 10  
Θ⊥27 30 33 °
Temperature coefficient of wavelength
Temperaturkoeffizient der Wellenlänge
Δλ / ΔT 0.3 0.33 nm / K
Thermal resistance
Thermischer Widerstand
Rth 200 K / W
Switch on gate voltage
Einschaltpunkt der Gate-Spannung
VG on 5V

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Version 1.0 SPL LL90_3

Optical Output Power vs. Charge Voltage

Optische Ausgangsleistung gg. Ladespannung

Popt = f(VC), tp = 30 ns

Relative Spectral Emission

Relative spektrale Emission

Irel = f(λ), Popt = 70 W, tp = 30 ns

opt

OHL01909

5 10 15 20 25

1 kHz

25 kHz

860

OHL01910

rel

880 900 920 nm 940

100

Version 1.0 SPL LL90_3

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Far-Field Distribution Parallel to pn-Junction

Fernfeldverteilung parallel zum pn-Übergang

Irel = f(ΘII), Popt = 70 W, tp = 30 ns

Far-Field Distribution Perpendicular to

pn-Junction

Fernfeldverteilung senkrecht zum pn-Übergang

Irel = f(Θ⊥), Popt = 70 W, tp = 30 ns

-40

OHL01906

rel

-30 -20 -10 010 20 Deg 40

0.25

0.50

0.75

1.00

-40

OHL01907

rel

-30 -20 -10 010 20 Deg 40

0.25

0.50

0.75

1.00

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Version 1.0 SPL LL90_3

Optical Output Power vs. Charge Voltage

Optische Ausgangsleistung gg. Ladespannung

Popt = f(VC), tp = 30 ns, PRF = 1 kHz

Max. Charge Voltage vs. Ambient Temperature

Max. Ladespannung gg.

Umgebungstemperatur

VCmax = f(TA), tp = 30 ns, VC ≤ 19 V, chip temp.

≤105 °C

opt

OHL01908

510 15 20 25

-40 ˚C

-20 ˚C

0 ˚C

20 ˚C

40 ˚C

60 ˚C

80 ˚C

100 ˚C

-40

C max

OHL01904

40 kHz

10 kHz

20 kHz

30 kHz

-20 0204060 80 ˚C 120

Version 1.0 SPL LL90_3

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Peak Output Power at Max. Charge Voltage vs.

Ambient Temperature

Spitzenausgangsleistung bei max.

Ladespannung gg. Umbegungstemperatur

Popt = f(TA), tp = 30 ns

-40

opt

OHL01905

40 kHz

10 kHz

1 kHz

20 kHz

30 kHz

-20 0204060 80 ˚C 120

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Version 1.0 SPL LL90_3

Package Outline

Maßzeichnung

Dimensions in mm (inch). / Maße in mm (inch).

GWOY7046

±0.2 (0.008)

4.9 (0.193)

(12.2 (0.480))

0.3 (0.012) +0.4 (0.016)

25.2 (0.992)

24.2 (0.953)

123

0.5 (0.020)

1.8 (0.071)

1.2 (0.047)

2.4 (0.094)

±0.2 (0.008)

1.35 (0.053)

(2.35 (0.093))

8.6 (0.339)±0.4 (0.016)

Surface

not flat

1.05 (0.041)

±0.3 (0.012)

Laser diode

Trigger

FET

GND

Laser Diode

spacing 2.54 (0.100)

0.6 (0.024)

0.4 (0.016)

-0.25 (0.010)

±0.1 (0.004)

0 (0.000)

±0.1 (0.004)

0 (0.000)

±0.1 (0.004)

0 (0.000)

±0.1 (0.004)

0 (0.000)

±0.1 (0.004)

±0.2 (0.008)

2.5 (0.098)

±0.2 (0.008)

5 (0.197)

R0.3 (0.012)

R0.25 (0.010)

0.5 (0.020)

±0.1 (0.004)

spacing 1.27 (0.050)

0˚

±5˚

ref. to leadframe centerline

Version 1.0 SPL LL90_3

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Disclaimer Disclaimer

Attention please!

The information describes the type of component and

shall not be considered as assured characteristics.

Terms of delivery and rights to change design reserved.

Due to technical requirements components may contain

dangerous substances.

For information on the types in question please contact

our Sales Organization.

If printed or downloaded, please find the latest version in

the Internet.

Packing

Please use the recycling operators known to you. We

can also help you – get in touch with your nearest sales

office.

By agreement we will take packing material back, if it is

sorted. You must bear the costs of transport. For

packing material that is returned to us unsorted or which

we are not obliged to accept, we shall have to invoice

you for any costs incurred.

Components used in life-support devices or

systems must be expressly authorized for such

purpose!

Critical components* may only be used in life-support

devices** or systems with the express written approval

of OSRAM OS.

*) A critical component is a component used in a

life-support device or system whose failure can

reasonably be expected to cause the failure of that

life-support device or system, or to affect its safety or the

effectiveness of that device or system.

**) Life support devices or systems are intended (a) to be

implanted in the human body, or (b) to support and/or

maintain and sustain human life. If they fail, it is

reasonable to assume that the health and the life of the

user may be endangered.

Bitte beachten!

Lieferbedingungen und Änderungen im Design

vorbehalten. Aufgrund technischer Anforderungen

können die Bauteile Gefahrstoffe enthalten. Für weitere

Informationen zu gewünschten Bauteilen, wenden Sie

sich bitte an unseren Vertrieb. Falls Sie dieses

Datenblatt ausgedruckt oder heruntergeladen haben,

finden Sie die aktuellste Version im Internet.

Verpackung

Benutzen Sie bitte die Ihnen bekannten Recyclingwege.

Wenn diese nicht bekannt sein sollten, wenden Sie sich

bitte an das nächstgelegene Vertriebsbüro. Wir nehmen

das Verpackungsmaterial zurück, falls dies vereinbart

wurde und das Material sortiert ist. Sie tragen die

Transportkosten. Für Verpackungsmaterial, das

unsortiert an uns zurückgeschickt wird oder das wir nicht

annehmen müssen, stellen wir Ihnen die anfallenden

Kosten in Rechnung.

Bauteile, die in lebenserhaltenden Apparaten und

Systemen eingesetzt werden, müssen für diese

Zwecke ausdrücklich zugelassen sein!

Kritische Bauteile* dürfen in lebenserhaltenden

Apparaten und Systemen** nur dann eingesetzt

werden, wenn ein schriftliches Einverständnis von

OSRAM OS vorliegt.

*) Ein kritisches Bauteil ist ein Bauteil, das in

lebenserhaltenden Apparaten oder Systemen

eingesetzt wird und dessen Defekt voraussichtlich zu

einer Fehlfunktion dieses lebenserhaltenden Apparates

oder Systems führen wird oder die Sicherheit oder

Effektivität dieses Apparates oder Systems

beeinträchtigt.

**) Lebenserhaltende Apparate oder Systeme sind für

(a) die Implantierung in den menschlichen Körper oder

(b) für die Lebenserhaltung bestimmt. Falls Sie

versagen, kann davon ausgegangen werden, dass die

Gesundheit und das Leben des Patienten in Gefahr ist.

2009-03-04 10

Version 1.0 SPL LL90_3

Glossary Glossar

1) Junction temperature: Limited due to plastic

package, not due to laser chip.

1) Temperatur des pn-Übergangs: Beschränkt

wegen des Plastikgehäuses, nicht wegen des Laser

Chips.

2) Standard operating conditions: > 50 ns pulse

width, 1 kHz pulse repetition rate, 18.5 V charge

voltage, 15 V gate voltage and 25 °C ambient

temperature. The laser is driven by the MOSFET

driver Elantec EL7104C.

2) Standardbetriebsbedingungen: > 50 ns

Pulsbreite, 1 kHz Pulswiederholrate, 18.5 V

Ladespannung, 15 V Gate-Spannung und 25 °C

Umgebungstemperatur. Der Laser wird angesteuert

mit dem MOSFET-Treiber Elantec EL7104C.

3) Switching speed: Switching speed at gate

depends on current and speed, charging the gate

capacitance (typ. 300 pF) of the internal transistor.

Reduced pulse widths, rise and fall times occur at

trigger pulse widths < 50 ns. This also reduces the

optical peak power.

3) Schaltgeschwindigkeit: Die

Schaltgeschwindigkeit ist abhängig von Strom und

Geschwindigkeit, mit der die Gate-Kapazität (typ.

300 pF) des internen Transistors geladen wird.

Kürzere Pulsbreiten, Anstiegs- und Abfallzeiten

erhält man bei Trigger-Pulsbreiten < 50 ns. Dies

bewirkt jedoch auch eine reduzierte optische

Spitzenleistung.

Version 1.0 SPL LL90_3

2009-03-04 11

Published by OSRAM Opto Semiconductors GmbH

Leibnizstraße 4, D-93055 Regensburg