Typy diod laserowych sprzężonych z włóknem

Istnieją dwa główne typy diod laserowych sprzężonych ze światłowodem (LD).

• Laser diodowy sprzężony ze światłowodem jednomodowym. Rdzeń ma zazwyczaj kilka mikrometrów. (Na przykład rdzeń ma 6 μm przy długości fali 1 μm i 9 μm przy długości fali 1,5 μm)

• Laser diodowy sprzężony ze światłowodem wielomodowym. Wykorzystuje włókna o większej średnicy, które mogą przenosić większą moc optyczną. Rdzeń ma zazwyczaj 62, 100, 200, 400, 800, a nawet 1000 μm. W zastosowaniach im mniejsza średnica, tym łatwiej skupić światło z włókna do małego punktu za pomocą soczewki lub obiektywu mikroskopowego.

Laser diodowy sprzężony ze światłowodem jednomodowym

Jednomodowyzielony laser sprzężony ze światłowodemdioda może być ze standardowym włóknem (SMF) lub z włóknem utrzymującym polaryzację (PM). Różnica polega na tym, że we włóknie utrzymującym polaryzację ma ono specjalną strukturę płaszcza, która pozwala na zachowanie polaryzacji światła wzdłuż długości włókna.

Laser diodowy sprzężony ze światłowodem jednomodowym jest zwykle pakowany w to, co znane jest jako alaser diodowy w obudowie typu butterfly. Jego chłodziarka TEC i termistor są zintegrowane w obudowie. Ten typ lasera jednomodowego zazwyczaj osiąga moce wyjściowe rzędu kilkuset mW, z maksimum do 1,5 W.

Dodatkowo w dziedzinie komunikacji występują obudowy DIL i obudowy współosiowe. Ich moc wynosi zwykle <10 mW.

Laser diodowy sprzężony ze światłowodem wielomodowym

Laser diodowy sprzężony ze światłowodem wielomodowym opiera się na chipach diod laserowych o dużej powierzchni emisyjnej i występuje w 4 typach:

• Pojedynczy emiter: Chip LD jest izolowany, montowany na podłożu i indywidualnie pakowany w moduł diody laserowej półprzewodnikowej, sprzężony ze światłowodem wielomodowym 105/125 μm, o mocy do 15 W.

• Wieloemiterowy: Wiele chipów LD jest indywidualnie izolowanych i optycznie sprzężonych razem w światłowodzie wielomodowym. Moc wyjściowa może osiągać kilkaset watów, przy zachowaniu małego rozmiaru włókna, np. średnica rdzenia 100 lub 200 μm.

• Pojedynczy listek: Wiele emiterów zmontowanych jako pojedyncza listwa w module LD, sprzężona ze światłowodem wielomodowym 200/240 μm, o mocy do 50 W.

• Wielolistkowy: Wiele emiterów zmontowanych w dużej obudowie chłodzonej wodą, następnie sprzężonych z włóknem wielomodowym o dużej średnicy (600/800 μm), o mocy przekraczającej 100 W.

W laserach diodowych sprzężonych ze światłowodem wielomodowym należy zwrócić uwagę na to, jak zmieniają się napięcie i prąd dla różnych typów diod LD:

• Pojedynczy emiter ma poziom napięcia 1,5 V i prąd 15 A.

• Wieloemiterowy działa w trybie wzbudzenia szeregowego. Oznacza to, że prąd nie zmienia się (zwykle maksymalnie 15 A), ale napięcie rośnie wraz z liczbą emiterów. (Dla diody LD o mocy 60 W napięcie i prąd wynoszą 4,5 V / 15 A)

• Pojedynczy listek to emitory połączone równolegle. Dlatego napięcie się nie zmienia, ale prąd może łatwo osiągnąć 45 lub 50 A.

• Wielolistkowy to szeregowe połączenie wielu pojedynczych listków. Dlatego jego prąd (np. 45 A) nie zmienia się, ale napięcie rośnie wraz z liczbą listków.

Te typy diod laserowych sprzężonych ze światłowodem są szeroko stosowane w komunikacji, sensoryce i innych dziedzinach techniki wymagających wyjścia laserowego.