SLED Ευρυζωνικές Πηγές Φωτός

Σε σενάρια όπου τα δίκτυα αισθητήρων οπτικών ινών παρακολουθούν τη δομική υγεία των γεφυρών και ο ιατρικός εξοπλισμός OCT καταγράφει βλάβες αμφιβληστροειδούς σε επίπεδο μικρομέτρων, οι πηγές φωτός ευρείας ζώνης SLED, με το εξαιρετικά ευρύ φάσμα, τη χαμηλή συνοχή και την υψηλή σταθερότητά τους, έχουν γίνει βασικά στοιχεία που υποστηρίζουν οπτικά συστήματα υψηλής ακρίβειας. Ως ειδική πηγή φωτός μεταξύ διόδων λέιζερ και διόδων εκπομπής φωτός, αυτές οι συσκευές, μέσω του μοναδικού μηχανισμού εκπομπής φωτός και του σχεδιασμού του κυκλώματος, παρέχουν αναντικατάστατες οπτικές λύσεις για βιομηχανική παρακολούθηση, βιοϊατρική και έρευνα εθνικής άμυνας.

I. Ορισμός και Αρχή Εκπομπής Φωτός των Πηγών Φωτός Ευρυζωνικότητας SLED

Μια ευρυζωνική πηγή φωτός SLED είναι ουσιαστικά μια υπερφωταύγεια δίοδος εκπομπής φωτός. Η δομή του πυρήνα του αποτελείται από μια σύνδεση PN που αποτελείται από σύνθετους ημιαγωγούς III-V (όπως GaAs και InP). Όταν εφαρμόζεται μια τάση προς τα εμπρός πόλωσης στη διασταύρωση PN, τα ηλεκτρόνια εγχέονται από την περιοχή N στην περιοχή P και οι οπές εγχέονται από την περιοχή P στην περιοχή N. Τα φωτόνια απελευθερώνονται όταν οι φορείς μειοψηφίας ανασυνδυάζονται με τους πλειοψηφικούς φορείς. Σε αντίθεση με την τυχαία αυθόρμητη εκπομπή των συνηθισμένων LED, τα SLED, μέσω βελτιστοποιημένων δομών ενεργών περιοχών (όπως κβαντικά φρεάτια και τεντωμένα στρώματα), επιτρέπουν στα φωτόνια να υποστούν μερική διεγερμένη εκπομπή κατά τη διάδοση. Αυτό επιτρέπει μικρότερο εύρος ζώνης (συνήθως 6nm-100nm) και υψηλότερη ισχύ εξόδου σε σύγκριση με τις παραδοσιακές ευρυζωνικές πηγές φωτός, διατηρώντας παράλληλα χαμηλή συνοχή.

Τα φασματικά χαρακτηριστικά τους μπορούν να βελτιστοποιηθούν περαιτέρω χρησιμοποιώντας συνεργατικές τεχνικές πολλαπλών συσκευών. Για παράδειγμα, ένα σχήμα που χρησιμοποιεί τέσσερα τσιπ SLED, μέσω επιλεκτικής σύζευξης μήκους κύματος, μπορεί να βελτιώσει τη φασματική επιπεδότητα σε ≤3dB, καλύπτοντας τη ζώνη C+L των 1528nm-1603nm, ικανοποιώντας τις απαιτήσεις δοκιμών των συστημάτων πολυπλεξίας με διαίρεση πυκνού μήκους κύματος (DWDM).

II. Χαρακτηριστικά προϊόντος των Πηγών Φωτός Ευρυζωνικότητας SLED

1. Φασματική απόδοση: Οι ευρυζωνικές πηγές φωτός SLED έχουν συνήθως εύρος ζώνης 3dB 40nm-100nm, με κεντρικά μήκη κύματος που καλύπτουν κοινώς χρησιμοποιούμενες ζώνες επικοινωνίας και ανίχνευσης όπως 850nm, 1310nm και 1550nm. 

2. Έλεγχος φασματικής πυκνότητας: Χρησιμοποιώντας την τεχνολογία φασματικής ισοπέδωσης, η φασματική του πυκνότητα μπορεί να ελεγχθεί εντός της περιοχής από -30dBm/nm έως -20dBm/nm, εξασφαλίζοντας ισορροπία ισχύος σε συστήματα πολλαπλών μηκών κύματος.

3. Σταθερότητα ισχύος: Χρησιμοποιώντας κυκλώματα κλειστού βρόχου ATC (Automatic Temperature Control) και APC (Automatic Power Control), οι βραχυπρόθεσμες διακυμάνσεις ισχύος είναι ≤0,02dB (15 λεπτά) και οι μακροχρόνιες διακυμάνσεις είναι ≤0,05dB (8 ώρες). Για παράδειγμα, η πηγή φωτός SLED 1550nm της Bocos Optoelectronics παρουσιάζει σταθερότητα ισχύος εξόδου ≤±0,05dB/8 ώρες εντός εύρους θερμοκρασίας λειτουργίας από -20℃ έως 65℃.

4. Modular Design: Προσφέρει πακέτα επιτραπέζιου (260×285×115mm) και αρθρωτά (90×70×15mm), που υποστηρίζει τη διεπαφή RS-232 και το λογισμικό κεντρικού υπολογιστή για απομακρυσμένη ρύθμιση ισχύος, φασματική παρακολούθηση και διάγνωση σφαλμάτων.

III. Περιοχές Εφαρμογής Ευρυζωνικών Πηγών Φωτός SLED

1. Συστήματα ανίχνευσης οπτικών ινών

Στην κατανεμημένη ανίχνευση οπτικών ινών, η χαμηλή συνοχή των SLED μπορεί να εξαλείψει τον θόρυβο παρεμβολής που προκαλείται από τη σκέδαση Rayleigh, βελτιώνοντας τη χωρική ανάλυση στο επίπεδο του χιλιοστού. Για παράδειγμα, στην παρακολούθηση διαρροών αγωγού πετρελαίου, μια πηγή φωτός SLED 1550nm σε συνδυασμό με έναν αισθητήρα FBG μπορεί να ανιχνεύσει αλλαγές θερμοκρασίας 0,1℃ σε εμβέλεια 10km.

2. Ιατρική Απεικόνιση (OCT)

Η οπτική τομογραφία συνοχής (OCT) βασίζεται στο μήκος συνοχής και στη σταθερότητα ισχύος της φωτεινής πηγής. Το μήκος συνοχής των SLED (<100μm) είναι πολύ χαμηλότερο από αυτό των παραδοσιακών λέιζερ, αποφεύγοντας την παρεμβολή τεχνουργημάτων στην απεικόνιση. Η πηγή φωτός SLED 850nm της Bocos Optoelectronics έχει εφαρμοστεί σε οφθαλμικό εξοπλισμό OCT, επιτυγχάνοντας στρωμένη απεικόνιση του αμφιβληστροειδούς σε επίπεδο 10μm.

3. Δοκιμή οπτικής επικοινωνίας

Στη δοκιμή συσκευών CWDM, τα ευρέως φασματικά χαρακτηριστικά των SLED μπορούν να καλύψουν ταυτόχρονα τη ζώνη 800nm-1650nm. Σε συνδυασμό με ένα φασματόμετρο υψηλής ανάλυσης, μπορούν να μετρηθούν με ακρίβεια παράμετροι όπως η απόσταση καναλιών και η απώλεια εισαγωγής, βελτιώνοντας την αποτελεσματικότητα των δοκιμών πάνω από 3 φορές. 4. Αμυντική Έρευνα: Οι πηγές φωτός SLED υψηλής πόλωσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε συστήματα συμβολόμετρων για γυροσκόπια οπτικών ινών. Τα χαρακτηριστικά χαμηλού θορύβου τους (RIN < -140dB/Hz) μπορούν να βελτιώσουν την ακρίβεια μέτρησης της γωνιακής ταχύτητας σε 0,01°/h.

IV. Μορφές Συσκευασίας Πηγών Φωτός Ευρυζωνικότητας SLED

1. Πακέτο Butterfly: Συσκευασία πεταλούδας 14 ακίδων, που περιέχει ενσωματωμένο θερμοηλεκτρικό ψυγείο (TEC) και οπτικό απομονωτή.

2. Πακέτο επιτραπέζιου υπολογιστή: Ενσωματώνει διεπαφές τροφοδοσίας, ελέγχου θερμοκρασίας και επικοινωνίας, υποστηρίζοντας έλεγχο λογισμικού κεντρικού υπολογιστή, κατάλληλο για εργαστηριακή έρευνα και σενάρια βαθμονόμησης.ΜπόκοςΗ επιτραπέζια πηγή φωτός SLED 1550nm (195(W)×220(D)×120(H)) είναι εξοπλισμένη με οθόνη αφής και λειτουργία κουμπιού, η οποία μπορεί να εμφανίσει την ισχύ εξόδου, το μήκος κύματος και άλλες παραμέτρους σε πραγματικό χρόνο.

3. Αρθρωτό πακέτο: Συμπαγές μέγεθος (125(W)×150(D)×20(H)), μπορεί να ενσωματωθεί απευθείας σε βιομηχανικό εξοπλισμό ή όργανα δοκιμών πεδίου, μειώνοντας το κόστος ολοκλήρωσης του συστήματος. Η μονάδα υποστηρίζει τροφοδοτικό AC 110~240V ή DC 5V/4A και είναι κατάλληλη για περιβάλλοντα αποθήκευσης που κυμαίνονται από -40℃ έως 85℃.