Εφαρμογή

Δίοδοι εκπομπής υπερφωταύγειας φωτός για OCT, τρέχοντες αισθητήρες και FOG

2021-04-16

Το Shenzhen Box Optronics παρέχει 830nm, 850nm, 1290nm, 1310nm, 1450nm, 1470nm, 1545nm, 1550nm, 1580nm, 1600nm and 1610nm και 14pin DIL πακέτο. Χαμηλή, μεσαία και υψηλή ισχύ εξόδου, ευρύ φάσμα φάσματος, καλύπτουν πλήρως τις ανάγκες διαφορετικών χρηστών. Χαμηλή φασματική διακύμανση, χαμηλός συνεκτικός θόρυβος, άμεση διαμόρφωση έως και 622MHz προαιρετικά. Η πλεξίδα μονής λειτουργίας ή η διατήρηση της πόλωσης είναι προαιρετική για έξοδο, 8 ακίδες είναι προαιρετικά, το ενσωματωμένο PD είναι προαιρετικό και ο οπτικός σύνδεσμος μπορεί να προσαρμοστεί. Η πηγή φωτός υπερφωταύγειας διαφέρει από άλλα παραδοσιακά έλκηθρα με βάση τη λειτουργία ASE, η οποία μπορεί να εξάγει ευρυζωνικό εύρος ζώνης σε υψηλό ρεύμα. Η χαμηλή συνοχή μειώνει τον θόρυβο ανάκλασης Rayleigh. Η υψηλή ισχύς ινών μονής λειτουργίας έχει ένα ευρύ φάσμα ταυτόχρονα, η οποία ακυρώνει τον θόρυβο λήψης και βελτιώνει την χωρική ανάλυση (για OCT) και την ευαισθησία ανίχνευσης (για αισθητήρα). Χρησιμοποιείται ευρέως στην ανίχνευση ρεύματος οπτικών ινών, αισθητήρες ρεύματος οπτικών ινών, οπτικό & ιατρικό ΥΧΕ, γυροσκόπια οπτικών ινών, σύστημα επικοινωνίας οπτικών ινών και ούτω καθεξής.

Σε σύγκριση με τη γενική πηγή φωτός ευρείας ζώνης, η μονάδα φωτεινής πηγής SLED έχει τα χαρακτηριστικά υψηλής ισχύος εξόδου και κάλυψης ευρέος φάσματος. Το προϊόν διαθέτει επιφάνεια εργασίας (για εργαστηριακή εφαρμογή) και αρθρωτό (για εφαρμοσμένη μηχανική). Η βασική συσκευή φωτεινής πηγής υιοθετεί ένα ειδικό έλκηθρο υψηλής ισχύος με εύρος ζώνης 3dB άνω των 40nm.

Η πηγή φωτός ευρείας ζώνης SLED είναι μια πηγή φωτός ευρείας ζώνης σχεδιασμένη για ειδικές εφαρμογές όπως ανίχνευση οπτικών ινών, γυροσκόπιο οπτικών ινών, εργαστήριο, Πανεπιστήμιο και Ινστιτούτο Ερευνών. Σε σύγκριση με τη γενική πηγή φωτός, έχει τα χαρακτηριστικά της υψηλής ισχύος εξόδου και της κάλυψης ευρέος φάσματος. Μέσω της μοναδικής ολοκλήρωσης κυκλώματος, μπορεί να τοποθετήσει πολλαπλά έλκηθρα σε μια συσκευή για να επιτύχει την εξομάλυνση του φάσματος εξόδου. Τα μοναδικά κυκλώματα ATC και APC διασφαλίζουν τη σταθερότητα της ισχύος εξόδου και του φάσματος ελέγχοντας την έξοδο του έλκηθρου. Ρυθμίζοντας το APC, η ισχύς εξόδου μπορεί να ρυθμιστεί σε ένα συγκεκριμένο εύρος.

Αυτό το είδος πηγής φωτός έχει υψηλότερη ισχύ εξόδου με βάση την παραδοσιακή πηγή φωτός ευρείας ζώνης και καλύπτει περισσότερο φασματικό εύρος από τη συνηθισμένη πηγή φωτός ευρείας ζώνης. Η πηγή φωτός χωρίζεται σε ηλεκτρονική μονάδα φωτεινής πηγής για μηχανολογική χρήση. Κατά τη γενική περίοδο πυρήνα, χρησιμοποιούνται ειδικές πηγές φωτός με εύρος ζώνης μεγαλύτερο από 3dB και εύρος ζώνης άνω των 40nm και η ισχύς εξόδου είναι πολύ υψηλή. Κάτω από την ειδική ενσωμάτωση κυκλώματος, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε πολλές πηγές φωτός εξαιρετικά ευρείας ζώνης σε μία συσκευή, προκειμένου να διασφαλίσουμε την επίδραση του επίπεδου φάσματος.

Η ακτινοβολία αυτού του είδους της πηγής φωτός ευρείας ζώνης είναι υψηλότερη από εκείνη των λέιζερ ημιαγωγών, αλλά χαμηλότερη από αυτή των διόδων εκπομπής φωτός ημιαγωγών. Λόγω των καλύτερων χαρακτηριστικών του, παράγονται σταδιακά περισσότερες σειρές προϊόντων. Ωστόσο, οι πηγές φωτός εξαιρετικά ευρείας ζώνης χωρίζονται επίσης σε δύο τύπους ανάλογα με την πόλωση των πηγών φωτός, την υψηλή πόλωση και τη χαμηλή πόλωση.

Δίοδος SLED 830nm, 850nm για τομογραφία οπτικής συνοχής (ΥΧΕ):

Η τεχνολογία οπτικής τομογραφίας συνοχής (OCT) χρησιμοποιεί τη βασική αρχή του ενδομέτρου αδύναμου συνεκτικού φωτός για την ανίχνευση της οπίσθιας ανάκλασης ή αρκετών σημάτων σκέδασης του προσπίπτοντος αδύναμου συνεκτικού φωτός από διαφορετικά στρώματα βάθους βιολογικού ιστού. Με σάρωση, μπορούν να ληφθούν δισδιάστατες ή τρισδιάστατες εικόνες δομής βιολογικού ιστού.

Σε σύγκριση με άλλες τεχνολογίες απεικόνισης, όπως υπερηχητική απεικόνιση, πυρηνική μαγνητική τομογραφία (MRI), υπολογιστική τομογραφία ακτίνων Χ (CT) κ.λπ., η τεχνολογία OCT έχει υψηλότερη ανάλυση (αρκετά μικρά). Ταυτόχρονα, σε σύγκριση με τη συνεστιακή μικροσκοπία, τη μικροσκοπία πολλαπλών φωτογραφιών και άλλες τεχνολογίες εξαιρετικά υψηλής ανάλυσης, η τεχνολογία OCT έχει μεγαλύτερη ικανότητα τομογραφίας. Μπορούμε να πούμε ότι η τεχνολογία ΥΧΕ καλύπτει το κενό μεταξύ των δύο ειδών τεχνολογίας απεικόνισης.

Δομή και αρχή της τομογραφίας οπτικής συνοχής

Οι πηγές ευρέος φάσματος ASE (SLD) και οι οπτικοί ενισχυτές ημιαγωγών ευρείας απόδοσης χρησιμοποιούνται ως βασικά συστατικά για τους ελαφρούς κινητήρες OCT.

Ο πυρήνας του OCT είναι το ιντερφερόμετρο οπτικών ινών Michelson. Το φως από τη δίοδο υπερφωταύγειας (SLD) συνδέεται με την ίνα μονής λειτουργίας, η οποία χωρίζεται σε δύο κανάλια με ζεύκτη ινών 2x2. Το ένα είναι το φως αναφοράς που μαζεύεται από το φακό και επέστρεψε από το επίπεδο καθρέφτη. Το άλλο είναι το φως δειγματοληψίας που εστιάζεται από το φακό στο δείγμα.

Όταν η οπτική διαφορά διαδρομής μεταξύ του φωτός αναφοράς που επιστρέφεται από τον καθρέφτη και του οπίσθιου φωτός του μετρημένου δείγματος βρίσκεται εντός του συνεκτικού μήκους της πηγής φωτός, εμφανίζεται η παρεμβολή. Το σήμα εξόδου του ανιχνευτή αντικατοπτρίζει την ένταση του μέσου πίσω.

Ο καθρέφτης σαρώνεται και η χωρική του θέση καταγράφεται για να κάνει το φως αναφοράς να παρεμβαίνει στο οπίσθιο φως που διασκορπίζεται από διαφορετικά βάθη στο μέσο. Ανάλογα με τη θέση του καθρέφτη και την ένταση του σήματος παρεμβολής, λαμβάνονται τα μετρούμενα δεδομένα διαφορετικών βάθους (κατεύθυνση z) του δείγματος. Σε συνδυασμό με τη σάρωση της δέσμης δείγματος στο επίπεδο Χ-Υ, οι τρισδιάστατες πληροφορίες δομής του δείγματος μπορούν να ληφθούν με επεξεργασία υπολογιστή.

Το σύστημα τομογραφίας οπτικής συνοχής συνδυάζει τα χαρακτηριστικά της παρεμβολής χαμηλής συνοχής και της μικροσκόπησης. Η πηγή φωτός που χρησιμοποιείται στο σύστημα είναι πηγή ευρυζωνικού φωτός και η συνήθως χρησιμοποιούμενη είναι δίοδος εκπομπής υπεριώδους ακτινοβολίας (SLD). Το φως που εκπέμπεται από την πηγή φωτός ακτινοβολεί το δείγμα και τον καθρέφτη αναφοράς μέσω του βραχίονα δείγματος και του βραχίονα αναφοράς αντίστοιχα μέσω του ζεύκτη 2 × 2. Το ανακλώμενο φως στις δύο οπτικές διαδρομές συγκλίνει στον ζεύκτη και το σήμα παρεμβολής μπορεί να συμβεί μόνο όταν η διαφορά οπτικής διαδρομής μεταξύ των δύο βραχιόνων είναι εντός ενός συνεκτικού μήκους. Ταυτόχρονα, επειδή ο βραχίονας δείγματος του συστήματος είναι ένα συνεστιακό σύστημα μικροσκοπίου, η δέσμη που επιστρέφεται από την εστίαση της δέσμης ανίχνευσης έχει το ισχυρότερο σήμα, το οποίο μπορεί να εξαλείψει την επίδραση του διάσπαρτου φωτός του δείγματος εκτός της εστίασης, το οποίο είναι ένας από τους λόγους για τους οποίους το OCT μπορεί να έχει απεικόνιση υψηλής απόδοσης. Το σήμα παρεμβολής εξάγεται στον ανιχνευτή. Η ένταση του σήματος αντιστοιχεί στην ένταση ανάκλασης του δείγματος. Μετά την επεξεργασία του κυκλώματος αποδιαμόρφωσης, το σήμα συλλέγεται από την κάρτα απόκτησης στον υπολογιστή για γκρι απεικόνιση.

Δίοδος SLED 1310nm για γυροσκόπια οπτικών ινών

Μια βασική εφαρμογή για το SLED είναι στα συστήματα πλοήγησης, όπως αυτά στην αεροηλεκτρονική, αεροδιαστημική, θαλάσσια, επίγεια και υπόγεια, που χρησιμοποιούν γυροσκόπια οπτικών ινών (FOGs) για να κάνουν ακριβείς μετρήσεις περιστροφής, τα FOGs μετρούν τη μετατόπιση φάσης Sagnac της διάδοσης οπτικής ακτινοβολίας κατά μήκος ενός πηνίου οπτικών ινών όταν περιστρέφεται γύρω από τον άξονα περιέλιξης. Όταν ένα FOG είναι τοποθετημένο μέσα σε ένα σύστημα πλοήγησης, παρακολουθεί τις αλλαγές στον προσανατολισμό.

Τα βασικά συστατικά ενός FOG, όπως φαίνεται, είναι μια πηγή φωτός, ένα πηνίο ινών μονής λειτουργίας (θα μπορούσε να είναι συντήρηση πόλωσης), ένας ζεύκτης, ένας διαμορφωτής και ένας ανιχνευτής. Το φως από την πηγή εγχέεται στην ίνα σε αντίθετες κατευθύνσεις μέσω του οπτικού ζεύκτη.

Όταν το πηνίο ινών είναι σε ηρεμία, τα δύο κύματα φωτός παρεμβαίνουν εποικοδομητικά στον ανιχνευτή και παράγεται ένα μέγιστο σήμα στον αποδιαμορφωτή. Όταν περιστρέφεται το πηνίο, τα δύο κύματα φωτός έχουν διαφορετικά μήκη οπτικής διαδρομής που εξαρτώνται από τον ρυθμό περιστροφής. Η διαφορά φάσης μεταξύ των δύο κυμάτων μεταβάλλει την ένταση στον ανιχνευτή και παρέχει πληροφορίες σχετικά με τον ρυθμό περιστροφής.

Κατ 'αρχήν, το γυροσκόπιο είναι ένα κατευθυντικό όργανο το οποίο κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας την ιδιότητα ότι όταν το αντικείμενο περιστρέφεται με υψηλή ταχύτητα, η γωνιακή ορμή είναι πολύ μεγάλη και ο άξονας περιστροφής θα δείχνει πάντα προς μια κατεύθυνση σταθερά. Το παραδοσιακό αδρανειακό γυροσκόπιο αναφέρεται κυρίως στο μηχανικό γυροσκόπιο. Το μηχανικό γυροσκόπιο έχει υψηλές απαιτήσεις για τη δομή της διαδικασίας και η δομή είναι περίπλοκη και η ακρίβειά της περιορίζεται από πολλές πτυχές. Από τη δεκαετία του 1970, η ανάπτυξη του σύγχρονου γυροσκοπίου έχει εισέλθει σε ένα νέο στάδιο.

Το γυροσκόπιο οπτικών ινών (FOG) είναι ένα ευαίσθητο στοιχείο που βασίζεται σε πηνίο οπτικών ινών. Το φως που εκπέμπεται από τη δίοδο λέιζερ διαδίδεται κατά μήκος της οπτικής ίνας σε δύο κατευθύνσεις. Η γωνιακή μετατόπιση του αισθητήρα καθορίζεται από διαφορετικές διαδρομές διάδοσης φωτός.

Δομή και αρχή της τομογραφίας οπτικής συνοχής

Δίοδος SLED 1310nm για αισθητήρες ρεύματος οπτικών ινών

Οι αισθητήρες ρεύματος οπτικών ινών είναι ανθεκτικοί σε επιδράσεις από παρεμβολές μαγνητικού ή ηλεκτρικού πεδίου. Κατά συνέπεια, είναι ιδανικά για τη μέτρηση ηλεκτρικών ρευμάτων και υψηλών τάσεων σε σταθμούς ηλεκτρικής ενέργειας.

Οι αισθητήρες ρεύματος οπτικών ινών είναι σε θέση να αντικαταστήσουν τις υπάρχουσες λύσεις με βάση το εφέ Hall, οι οποίες τείνουν να είναι ογκώδεις και βαριές. Στην πραγματικότητα, αυτά που χρησιμοποιούνται για ρεύματα υψηλής τεχνολογίας μπορούν να ζυγίζουν έως και 2000 κιλά σε σύγκριση με τις κεφαλές ανίχνευσης αισθητήρων ρεύματος οπτικών ινών, οι οποίες ζυγίζουν λιγότερο από 15 κιλά.

Οι αισθητήρες ρεύματος οπτικών ινών έχουν το πλεονέκτημα της απλοποιημένης εγκατάστασης, της αυξημένης ακρίβειας και της αμελητέας κατανάλωσης ισχύος. Η κεφαλή ανίχνευσης συνήθως περιέχει μια μονάδα πηγής φωτός ημιαγωγού, συνήθως ένα SLED, το οποίο είναι ανθεκτικό, λειτουργεί σε εκτεταμένα εύρη θερμοκρασίας, έχει επαληθεύσει τη διάρκεια ζωής και είναι κόστος