华体会官网网址:光纤耦合半导体激光器的基础知识

发布时间：2024-01-08 06:55:25   来源：华体会官网网址

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  在今日随处可见。它们是将电能转换为激光功率的最简略的元素。激光二极管是根据几种

  光纤类型：重要的是要知道两种类型的有源光纤，它们一般用于耦合从半导体激光管进来的光：

  a.单模光纤的纤芯一般为几µm（例如，波长为1µm的纤芯约为6µm，而波长为1.5µm米的约为9µm，约6倍）。

  b.多模光纤是直径较大的光纤，能处理更高水平的光功率。规范版别纤芯直径一般为62、100、200、400、800，乃至到>

  1000µm。直径越小，就越简单用透镜或显微镜物镜将来自光纤的光线聚集到一个小点上。

  保偏光纤：单模半导体激光管可所以规范 (SMF) 的或保偏 (PM)版别。在保偏版别中，光纤具有特别的包层结构，可以在整个光纤长度上坚持光的偏振。所以保偏光纤一般是使用在对偏振态比较灵敏的使用中，如干涉仪，或是激光器，或是用在光源与外调制器之间的衔接中等等。

  跟着波长的减小，纤芯直径变得很小。当考虑到其截止波长和该截止波长1.5倍之间的波长时，单模光纤运转杰出。低于此规模，光纤会变成多模光纤，高于此规模，在曲折光纤时，光很简单脱离光纤。

  1.1 封装类型：该类型的半导体激光管常用的有两种封装，一种“蝶形”封装，封装中集成了一个TEC温控冷却器和一个热敏电阻。单模光纤耦合半导体激光管一般能到达几百mW到 1.5 W的输出功率。

  这些半导体激光管模块包含一个TEC温控冷却器、一个热敏电阻和一个用于丈量光功率水平的反面监视器 (BFM)。

  一种为“同轴”封装，常用在不需要TEC控温的激光管，同轴封装也有带TEC的。

  1.2 激光管类型：市场上常见的 3 类半导体激光管。VCSEL半导体激光管一般不进行光纤耦合。 它们是大型分散传感使用中常见的半导体激光管类型，例如计算机鼠标设备或智能手机3D 传感面部辨认。DFB 和 FP是边际发射器，一般是光纤耦合的。

  FP激光器最常见、最一般的半导体激光器，是以FP腔为谐振腔，宣布多纵模相干光的半导体发光器材。工艺十分老练，使用广泛。但FP的光谱特性欠好，存在多个边模和色散的问题。所以，只能用于中低速率（1-2G以下速率），短距离的使用（小于20公里）。

  为了下降发射带宽并进步半导体激光管的全体安稳性，半导体激光管制造商一般在输出光纤内添加光纤布拉格光栅。布拉格光栅在一个十分准确的波长上为半导体激光管添加了百分之几的反射率。这会让半导体激光管的发射带宽全体减小。在没有布拉格光栅的情况下发射带宽一般为3-5nm，而在有布拉格光栅的情况下要窄得多（

  DFB/DBR半导体激光管器材将布拉格光栅波长安稳部分直接集成到半导体激光管内部的增益介质中，在谐振腔内即构成选模结构，能轻松完成彻底单模作业。这为DFB供给了一个更窄的发射波长，一般为1MHz（即~10-5nm），而不是带有布拉格光栅的法布里-佩罗特的约0.1nm。所以光谱特性十分好，可以尽可能的避免长度传输中色散的影响，大规模的使用在长距离、高速率的使用场合。波长光谱温度调谐系数一般为 0.06 nm/°C。

  单巴条：当多个发射器作为一个单巴条并拼装在一个半导体激光管模块中。咱们在这里评论的是约 50 W 的功率耦合到 200 µm（纤芯）/240 µm（包层）半导体激光管中。

  关于多发射器半导体激光管，发射器是串联拼装的。这在某种程度上预示着电流水平不会改动（一般最大 15 A），可是电压会跟着发射器数量添加而添加。（例如， 4.5V/15A的60 W半导体激光管）

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