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SLD (Super-Luminescent Diode) Light Sources

工业用光传感器件

SLD(超辐射发光二极管)光源
Overview

什么是SLD(超辐射发光二极管)光源?

概况

SLD(超辐射发光二极管/SLED)光源提供与激光二极管等效的输出功率和与LED(发光二极管)等效的宽振荡光谱宽度,以及低相干度。由于它发射的光具有相当于激光二极管的窄有源层,因此非常适合进入光纤,并且具有介于LD和LED之间的特性。下面给出了SLD和LD/LED的性能比较以及SLD的光谱示例。

LD(激光二极管) SLD LED(发光二极管)
发射状态 Emitting state;Laser Diode
端面反射率
R1 < R2
Emitting state;SLD
两端面
非反射涂层
Emitting state;LED
发射光 受激发射光 放大自发辐射光 自发辐射光
光谱半宽度 Spectral width;Laser Diode
数 nm 或更少
Spectral width;SLD
10 to 50 nm
Spectral width;LED
最大 100 nm
相干长度 几十厘米到几米 40 ~ 50 µm 最大 20 µm
光输出 数百毫瓦 最大10毫瓦 数毫瓦
光纤亲和力 Yes Yes No

Spectral example of SLD
SLD的光谱示例
(光谱宽度:14nm,高斯型)
Spectral example of SLD
SLD的光谱示例
(光谱宽度:50nm,平顶型)

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应用

OCT (光学相干层析成像)

光学相干层析成像(OCT)是利用光的干涉现象精确测量物体表面粗糙度,在不破坏或接触物体的情况下进行生物层析成像的技术。与X射线相比,OCT的分辨率可以达到几个微米,而X射线的分辨率只有0.1到1毫米,而且由于不担心辐射问题,它被广泛应用于医疗领域。干涉仪的基本结构如下所示。

Basic Structure of OCT
OCT的基本结构

SLD光源是OCT的最佳光源,由于SLD光源像ASE光源一样发出自发辐射光,因此具有较宽的光谱宽度和较低的相干性。更宽的光谱宽度可以实现更高的测量分辨率和特别精确的成像。

OCT for Industry

  • 原材料产品检验:测量钢板或薄膜的厚度和表面粗糙度,检查工件是否有毛刺和划痕
  • 半导体缺陷检查:检查抗蚀薄膜的均匀性、蚀刻波导的高度、乳脂焊料和粘合剂的高度

OCT for Medicine

  • 眼科OCT:眼底横截面结构、视网膜检查和眼轴长度测量
  • 血管内OCT:比IVUS(血管内超声)更高的分辨率断层扫描

AFM (原子力显微镜)

原子力显微镜是一种扫描探针显微镜(SPM),其中探针跟随材料表面,以检测探针和材料之间的原子力,从而生成材料表面的图像。与光学显微镜相比,扫描探针显微镜具有极高的空间分辨率,能够在原子水平上检查表面轮廓。此外,原子力显微镜是一种扫描探针显微镜,能够测量绝缘材料。

通过将SLD发出的光发射到带有探针的悬臂梁的后侧,并使用位置传感器检查反射的激光,可以精确地检查探针的移动,从而以纳米级的精度观察物质表面。

Atomic Force Microscope Sensor
原子力显微镜传感器

SLD光源是原子力显微镜的最佳光源。由于SLD光源像ASE光源一样发出自发辐射光,所以它的相干性很低。低相干性降低了由于干扰而产生的噪声,以提供精确的成像。

FOG (光纤陀螺)

陀螺仪检测角速度或设备旋转了多少,并能精确地确定移动设备的位置。陀螺仪有多种类型,如机械陀螺仪、振荡陀螺仪和光学陀螺仪。光学陀螺仪利用萨格纳克效应,原理上可以探测到地球自转百分之一慢的转速,由于没有任何运动部件,而且非常耐用,因此被用于飞机等应用领域。

光纤陀螺包括环形激光陀螺和光纤陀螺,本页介绍了光纤陀螺的工作原理。

光纤陀螺仪利用Sagnac效应,通过从环形光路顺时针和逆时针分支的光之间的传播时间差来检测角速度。当装置不旋转时,顺时针和逆时针通过光路的光同时返回到原来的位置。当设备旋转时,光的到达时间发生差异,因为它不会同时返回到原始位置。角速度可以根据传播时间的差异来确定,以检测设备的移动方向。

SLD光源是光纤陀螺的最佳光源。由于SLD光源像ASE光源一样发出自发辐射光,所以它的相干性很低。低相干性降低了由于在两个方向上干扰光而产生的噪声,以提供更精确的转速检测。

Principle of Fiber Optic Gyroscopes
光纤陀螺的原理

编码器

编码器是编码信息的设备。编码器通常指旋转编码器,用传感器检查旋转物体的位置变化,并将其编码为位置信息;线性编码器,用直线编码位置变化。

使用光学编码器,通过或反射狭缝光栅的光被检测以检查位移。这提供了比磁式编码器更高的精度,并且能够实现高速响应,因为可以采用增量输出方法来省略算术处理。

SLD光源是编码器的最佳选择。由于SLD光源像ASE光源一样发出自发辐射光,所以它的相干性很低。低相干性降低了由于干扰发送和接收的光而产生的噪声,以提供更精确的位置变化检测。

An optical type encoder
光学编码器

其他

  • 位移测量(精密测量/位移测量):利用光干涉和PSD(位置敏感探测器)等光的变化测量位移和高度。
  • 激光秤
  • 电流传感器

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型号列表
Category Series/Model Number Package Optical Output [mW] Center Wavelength [nm] Spectral Half Width [nm]
0.8 µm SLD AS8K215GY30Mpdf CAN 5 830 15
AS8E210GP30Mpdf Cylindrical 1 830 15
AS8B112G230Mpdf Butterfly 2 830 14
AS8B115G230Mpdf Butterfly 5 830 14
AS8B115L240Mpdf Butterfly 5 840 50
1.31 µm SLD AS3E113HJ10Mpdf Cylindrical 3 1,310 53
AS3B119GM10Mpdf Butterfly 15 1,310 55
1.55 µm SLD AS5B125EM50Mpdf Butterfly 25 1,550 60
1.65 µm SLD AS6B118GM50Mpdf Butterfly 10 1,650 70
资料库
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