Типы волоконно-оптических лазерных диодов

Существует два основных типа волоконных лазерных диодов (ЛД) с волоконным выводом.

• Одномодовый волоконный лазерный диод. Диаметр сердцевины обычно составляет несколько микрометров. (Например, сердцевина 6 мкм на длине волны 1 мкм и 9 мкм на длине волны 1,5 мкм)

• Многомодовый волоконный лазерный диод. В нём используются волокна большего диаметра, которые могут передавать большую оптическую мощность. Сердцевина обычно составляет 62, 100, 200, 400, 800 или даже 1000 мкм. В применениях чем меньше диаметр, тем легче сфокусировать свет из волокна в маленькую точку с помощью линзы или объектива микроскопа.

Одномодовый волоконный лазерный диод

Одномодовыйволоконный зеленый лазерДиод может быть со стандартным волокном (SMF) или с волокном, сохраняющим поляризацию (PM). Разница в том, что в волокне, сохраняющем поляризацию, имеется специальная оболочка, которая позволяет сохранять поляризацию света по длине волокна.

Одномодовый волоконный лазерный диод обычно упаковывается в так называемый aлазерный диод в корпусе "бабочка". Его термоэлектрический охладитель (TEC) и термистор интегрированы в корпус. Этот тип одномодового ЛД обычно достигает выходной мощности в несколько сотен мВт, максимум до 1,5 Вт.

Кроме того, в области связи существуют корпуса DIL и коаксиальные корпуса. Их мощность обычно <10 мВт.

Многомодовый волоконный лазерный диод

Многомодовый волоконный лазерный диод основан на чипах лазерных диодов с широкой излучающей областью и бывает 4 типов:

• Одиночный излучатель: чип ЛД изолирован, установлен на подложку и индивидуально упакован в модуль полупроводникового лазерного диода, соединённый с многомодовым волокном 105/125 мкм, с мощностью до 15 Вт.

• Многоизлучательный: несколько чипов ЛД индивидуально изолированы и оптически объединены в многомодовом волокне. Выходная мощность может достигать нескольких сотен ватт, при этом сохраняется малый размер волокна, например, диаметр сердцевины 100 или 200 мкм.

• Одиночная линейка: несколько излучателей, собранных в одну линейку в модуле ЛД, соединённые с многомодовым волокном 200/240 мкм, с мощностью до 50 Вт.

• Многолинейчатый: несколько излучателей, собранных в большом корпусе с водяным охлаждением и затем соединённых с многомодовым волокном большого диаметра (600/800 мкм), с мощностью более 100 Вт.

В многомодовых волоконных лазерных диодах необходимо учитывать, как изменяются напряжение и ток у разных типов ЛД:

• Одиночный излучатель имеет напряжение порядка 1,5 В и ток 15 А.

• Многоизлучательный включен последовательно. Это означает, что ток не изменяется (обычно максимум 15 А), но напряжение растёт с числом излучателей. (Для ЛД 60 Вт напряжение и ток составляют 4,5 В/15 А)

• Одиночная линейка — это параллельное соединение излучателей. Поэтому напряжение не меняется, но ток может легко достигать 45 или 50 А.

• Многолинейчатый — это последовательное соединение нескольких одиночных линеек. Поэтому его ток (например, 45 А) не меняется, но напряжение растёт с числом линеек.

Эти типы волоконных лазерных диодов широко используются в связи, датчиках и других технологических областях, требующих лазерного вывода.