Apakah Asas Diod Laser Gandingan Gentian?

Hari ini, diod laser ada di mana-mana. Ia adalah komponen paling mudah untuk menukar tenaga elektrik kepada kuasa laser. Diod laser adalah berdasarkan pelbagai bahan kompaun semikonduktor (GaAs, InP atau struktur lain yang lebih kompleks seperti GaN). Diod laser mod tunggal ialah diod laser kuasa rendah (biasanya<1W), while multimode laser diodes are higher power devices (typically 10 W to several kW).

Gentian Optik Secara umumnya terdapat dua jenis gentian aktif yang digunakan untuk menggandingkan cahaya daripada diod laser:

• Gentian mod tunggal: teras biasanya beberapa mikron (cth ~6 µm teras pada 1 µm panjang gelombang, ~ 9 µm teras pada 1.5 µm panjang gelombang)
• Gentian Multimode: Diameter lebih besar untuk mengendalikan tahap kuasa optik yang lebih tinggi. Versi standard biasanya mempunyai diameter teras 62, 100, 200, 400, 800 atau bahkan > 1000 µm. Lebih kecil diameter, lebih mudah untuk memfokuskan cahaya dari gentian ke tempat kecil menggunakan kanta atau objektif mikroskop.

Prinsip gentian mod tunggal dan berbilang mod. Teras gentian berbilang mod adalah lebih besar

Gentian Penyelenggara Polarisasi: Diod laser mod tunggal boleh menjadi gentian standard (SMF) atau gentian pengekalan polarisasi (PM). Dalam yang terakhir, gentian mempunyai struktur pelapisan khas yang mengekalkan polarisasi cahaya sepanjang panjang gentian. Jadual di bawah menunjukkan ciri-ciri pelbagai jenis gentian pengekalan polarisasi mod tunggal yang ditawarkan oleh Corning. Ia boleh dilihat bahawa diameter teras menjadi sangat kecil apabila panjang gelombang berkurangan. Titik data yang menarik untuk diperhatikan dalam jadual ialah panjang gelombang cutoff. Gentian mod tunggal berfungsi dengan baik apabila mempertimbangkan panjang gelombang antara panjang gelombang cutoff dan kira-kira 1.5 kali panjang gelombang cutoff. Di bawah julat ini, gentian menjadi berbilang mod, dan di atas julat ini, cahaya boleh dengan mudah meninggalkan gentian apabila bengkok.

Diod Laser Berganding Gentian Mod Tunggal Diod laser jenis ini biasanya dipasang dalam pakej "rama-rama" yang mengandungi penyejuk TEC dan termistor (trend hari ini adalah ke arah faktor bentuk yang lebih kecil). Diod laser berganding gentian mod tunggal biasanya mampu mengeluarkan kuasa daripada beberapa ratus miliwatt hingga 1.5 watt.

Contoh diod laser rama-rama bergandingan gentian mod tunggal yang memancarkan pada 1064 nm (14-rama-rama standard pin). Modul diod laser ini terdiri daripada TE-Cooler, termistor, dan monitor (BFM) untuk mengukur tahap kuasa optik.

Terdapat beberapa gaya pakej lain di pasaran. Sebagai contoh, pakej DIL berikut sering ditemui dalam pasaran telekom, atau pakej sepaksi, di mana kuasa biasanya kurang daripada 10mW.

Diod laser VCSEL biasanya tidak berganding gentian. Ia adalah jenis diod laser yang biasa digunakan dalam aplikasi penderiaan resapan besar, seperti peranti tetikus komputer atau pengecaman muka pengesan 3D dalam telefon pintar.

Diod pemancar tepi DFB dan Fabry-Perrot biasanya digandingkan gentian seperti yang diterangkan di bawah:

Diod laser Fabry-Perotdengan jeriji Bragg Diod laser berganding gentian "standard" ialah rongga semikonduktor separa reflektif biasa di mana bahagian belakang mempunyai salutan yang sangat reflektif dan bahagian hadapan mempunyai salutan separa reflektif. Saiz cip diod laser biasa ialah kira-kira 1*0.5*0.2mm. Ciri khas utama adalah seperti berikut:

Julat kuasa sehingga 1.5 W untuk mod tunggal (lebih banyak lagi untuk berbilang mod)
Generally wide bandwidth (>1nm)
Rasuk keluaran adalah sangat elips.
Untuk mengurangkan lebar jalur pelepasan dan meningkatkan kestabilan keseluruhan diod laser, pengeluar diod laser sering menambah jeriji Bragg gentian di dalam gentian keluaran.

Kisi-kisi Bragg menambah beberapa peratus pemantulan kepada diod laser pada panjang gelombang yang sangat tepat. Ini membolehkan pengurangan keseluruhan lebar jalur pelepasan diod laser. Jalur lebar pelepasan biasanya 3-5 nm tanpa sebarang kisi Bragg, sedangkan ia lebih sempit (~<0.1 nm) when using a Bragg grating. The wavelength spectral temperature tuning coefficient is typically 0.35 nm/°C without any Bragg gratings and much smaller with Bragg gratings. The main suppliers of 915/976/1064 nm single-mode pump laser diodes are companies that developed the fiber amplifier (EDFA: Erbium-Doped Fiber Amplifier) business for the telecom market in the late nineties. Due to their high yield, they offer high reliability and reasonable cost.

Diod laser DBR atau DFB
Peranti diod laser DFB atau DBR menyepadukan bahagian penstabilan panjang gelombang parut Bragg terus ke cip diod laser. Ini biasanya memberikan panjang gelombang pelepasan yang lebih sempit (kira-kira 10^(-5) nm) untuk DFB 1 MHz dan bukannya kira-kira 0.1 nm untuk Fabry-Perot dengan kisi Bragg.

4 Siri Diod Laser Berganding Gentian Berbilangmod

Pemancar Tunggal: Apabila cip diod laser dipasang secara bebas pada submount dan dibungkus secara berasingan dalam modul diod laser. Di sini kita bercakap tentang biasanya 15W digabungkan dengan diod laser 105 (teras)/125µm (pelapis)
Pemancar Berbilang: Apabila berbilang pemancar diasingkan dan digabungkan secara optik bersama-sama dengan pemancar terpencil lain dalam gentian berbilang mod (Rajah 19-kanan). Akibatnya, tahap kuasa keluaran boleh ditingkatkan kepada ratusan watt, dan saiz gentian boleh dikekalkan kecil, seperti teras 100 atau 200 µm.
Monobar: Apabila berbilang pemancar disatukan sebagai monobar (Rajah 17) dan dipasang dalam modul diod laser. Kami bercakap di sini biasanya sekitar 50 W, biasanya digabungkan ke dalam diod laser 200 µm (teras)/240 µm (pelapis)
Multibar: Apabila berbilang bar dipasang dalam bungkusan besar yang disejukkan dengan air dan digabungkan dalam gentian berbilang mod berdiameter besar. Kami bercakap di sini mengenai 100 Watt atau bahkan KW yang digabungkan ke dalam, katakan, gentian berbilang mod teras 600 atau 800 µm.

Perlu diperhatikan bagaimana paras voltan dan arus biasa berbeza-beza apabila mempertimbangkan pelbagai siri:

Pemancar tunggal biasa mempunyai tahap voltan biasa kira-kira 1.5 V dan arus kira-kira 15 A.
Untuk diod laser berbilang pemancar, pemancar dipasang secara bersiri. Ini bermakna tahap semasa tidak berubah (biasanya maksimum 15 A), tetapi voltan meningkat apabila semakin banyak pemancar dipertimbangkan. (cth 4.5V/15A untuk diod laser 60 W)
Bar diod laser dipasang secara selari dengan semua pemancar. Oleh itu, paras voltan kekal sama, tetapi paras semasa dengan mudah boleh mencapai 45 atau 50 A.
Juga, apabila berbilang bar dipasang bersama, ia dipasang secara bersiri, jadi tahap semasa (katakan 45 A) tidak berubah, tetapi voltan meningkat dengan kerap dengan bilangan bar.

Maklumat perhubungan:

Jika anda mempunyai sebarang idea, sila berbincang dengan kami. Tidak kira di mana pelanggan kami berada dan apa keperluan kami, kami akan mengikut matlamat kami untuk menyediakan pelanggan kami kualiti tinggi, harga rendah dan perkhidmatan terbaik.