aplikace

Superluminiscenční světelné diody pro OCT, proudové senzory a FOG

2021-04-16

Shenzhen Box Optronics poskytuje 830nm, 850nm, 1290nm, 1310nm, 1450nm, 1470nm, 1545nm, 1550nm, 1580nm, 1600nm a 1610nm sáňkařský motýlí laserový diodový a ovladačový obvod nebo sáňkařský modul, sáňkový širokopásmový světelný zdroj (superluminiscenční dioda), 14pinový motýlí balíček a 14pin DIL balíček. Nízký, střední a vysoký výstupní výkon, široký rozsah spektra, plně uspokojují potřeby různých uživatelů. Nízké spektrální fluktuace, nízký koherentní šum, přímá modulace až do 622 MHz volitelně. Single pigtail nebo polarizace udržující pigtail je volitelný pro výstup, 8 pin je volitelný, integrovaný PD je volitelný a optický konektor lze přizpůsobit. Superluminiscenční světelný zdroj se liší od ostatních tradičních saní založených na režimu ASE, které mohou produkovat širokopásmovou šířku pásma při vysokém proudu. Nízká koherence snižuje Rayleighův odrazový šum. Vysokovýkonný vláknový výstup s jedním režimem má současně široké spektrum, což ruší přijímací šum a zlepšuje prostorové rozlišení (pro OCT) a citlivost detekce (pro senzor). Je široce používán ve snímání optického proudu z optických vláken, senzorů optického proudu z optických vláken, optických a lékařských OCT, gyroskopů z optických vláken, komunikačního systému z optických vláken a tak dále.

Ve srovnání s obecným širokopásmovým světelným zdrojem má modul světelného zdroje SLED vlastnosti vysokého výstupního výkonu a širokého spektra pokrytí. Produkt má stolní (pro laboratorní použití) a modulární (pro inženýrské aplikace). Zařízení se základním zdrojem světla využívá speciální vysokovýkonné saně s šířkou pásma 3dB více než 40 nm.

Širokopásmový světelný zdroj SLED je ultra širokopásmový světelný zdroj určený pro speciální aplikace, jako je snímání optických vláken, gyroskop z optických vláken, laboratoř, univerzita a výzkumný ústav. Ve srovnání s obecným zdrojem světla má vlastnosti vysokého výstupního výkonu a širokého spektra pokrytí. Díky jedinečné integraci obvodů může do zařízení umístit více saní, aby se dosáhlo zploštění výstupního spektra. Unikátní obvody ATC a APC zajišťují stabilitu výstupního výkonu a spektra řízením výstupu saní. Nastavením APC lze výstupní výkon upravit v určitém rozsahu.

Tento druh světelného zdroje má vyšší výstupní výkon na základě tradičního širokopásmového světelného zdroje a pokrývá větší spektrální rozsah než běžný širokopásmový světelný zdroj. Světelný zdroj je pro technické použití rozdělen na stolní modul zdroje světla. Během obecné doby jádra se používají speciální zdroje světla se šířkou pásma větší než 3dB a šířkou pásma větší než 40 nm a výstupní výkon je velmi vysoký. V rámci speciální integrace obvodů můžeme použít více ultra širokopásmových světelných zdrojů v jednom zařízení, abychom zajistili účinek plochého spektra.

Záření tohoto druhu ultra širokopásmového světelného zdroje je vyšší než záření polovodičových laserů, ale nižší než záření polovodičových světelných diod. Díky svým lepším vlastnostem je postupně odvozováno více sérií produktů. Avšak ultraširokopásmové světelné zdroje se také dělí na dva typy podle polarizace světelných zdrojů, vysokou polarizaci a nízkou polarizaci.

830nm, 850nm SLED dioda pro optickou koherentní tomografii (OCT):

Technologie optické koherentní tomografie (OCT) využívá základní princip interferometru slabého koherentního světla k detekci zpětného odrazu nebo několika rozptylových signálů dopadajícího slabého koherentního světla z různých hloubkových vrstev biologické tkáně. Skenováním lze získat obrazy dvojrozměrné nebo trojrozměrné struktury biologické tkáně.

Ve srovnání s jinými zobrazovacími technologiemi, jako je ultrazvukové zobrazování, zobrazování nukleární magnetickou rezonancí (MRI), rentgenová počítačová tomografie (CT) atd., Má technologie OCT vyšší rozlišení (několik mikronů). Současně má technologie OCT ve srovnání s konfokální mikroskopií, multiphotonovou mikroskopií a dalšími technologiemi s vysokým rozlišením větší schopnost tomografie. Lze říci, že technologie OCT vyplňuje mezeru mezi dvěma druhy zobrazovací technologie.

Struktura a princip optické koherentní tomografie

Jako klíčové komponenty pro světelné motory OCT se používají zdroje širokého spektra ASE (SLD) a polovodičové optické zesilovače se širokým ziskem.

Jádrem OCT je interferometr Michelson z optického vlákna. Světlo ze super luminiscenční diody (SLD) je spojeno s vláknem s jedním režimem, které je rozdělovačem vláken 2x2 rozděleno na dva kanály. Jedním z nich je referenční světlo kolimované čočkou a vrácené z rovinného zrcadla; druhou je vzorkování světla zaostřené čočkou na vzorek.

Když je rozdíl optické dráhy mezi referenčním světlem vráceným zrcadlem a zpětně rozptýleným světlem měřeného vzorku v rámci koherentní délky světelného zdroje, dojde k interferenci. Výstupní signál detektoru odráží zpětně rozptýlenou intenzitu média.

Zrcadlo je skenováno a jeho prostorová poloha je zaznamenána, aby referenční světlo interferovalo se zpětně rozptýleným světlem z různých hloubek média. Podle polohy zrcadla a intenzity interferenčního signálu se získají naměřená data vzorku různých hloubek (směr z). V kombinaci se skenováním paprsku vzorku v rovině X-Y lze informace o trojrozměrné struktuře vzorku získat počítačovým zpracováním.

Systém optické koherentní tomografie kombinuje vlastnosti interference s nízkou koherencí a konfokální mikroskopie. Světelným zdrojem používaným v systému je širokopásmový světelný zdroj a běžně se používá superdioda vyzařující světlo (SLD). Světlo vyzařované světelným zdrojem vyzařuje vzorek a referenční zrcadlo skrz rameno vzorku a referenční rameno skrz spojku 2 × 2. Odražené světlo ve dvou optických drahách konverguje ve vazebním členu a interferenční signál může nastat pouze tehdy, když je rozdíl optické dráhy mezi oběma rameny v rámci koherentní délky. Současně, protože vzorkové rameno systému je systém konfokálního mikroskopu, paprsek vrácený z ohniska detekčního paprsku má nejsilnější signál, který může eliminovat vliv rozptýleného světla vzorku mimo ohnisko, které je jedním z důvodů, proč OCT může mít vysoce výkonné zobrazování. Rušivý signál je odesílán na detektor. Intenzita signálu odpovídá intenzitě odrazu vzorku. Po zpracování demodulačního obvodu je signál sbírán akviziční kartou do počítače pro šedé zobrazení.

1310nm SLED dioda pro gyroskopy s optickými vlákny

Klíčová aplikace pro SLED je v navigačních systémech, jako jsou systémy v avionice, letectví, námořní, pozemské a podpovrchové, které k přesnému měření rotace používají gyroskopy s optickými vlákny (FOG), FOG měří fázový posun Sagnacovy šíření optického záření podél cívky z optických vláken, když se otáčí kolem osy navíjení. Když je FOG namontován v navigačním systému, sleduje změny orientace.

Základní součásti FOG, jak je znázorněno, jsou světelný zdroj, vlákna s jedním vláknem (může udržovat polarizaci), vazební člen, modulátor a detektor. Světlo ze zdroje je pomocí optického vazebního členu vstřikováno do vlákna v opačném směru.

Když je vláknová cívka v klidu, dvě světelné vlny konstruktivně interferují s detektorem a na demodulátoru je produkován maximální signál. Když se cívka otáčí, obě světelné vlny mají různé délky optické dráhy, které závisí na rychlosti otáčení. Fázový rozdíl mezi dvěma vlnami mění intenzitu detektoru a poskytuje informace o rychlosti rotace.

V zásadě je gyroskop směrový nástroj, který se vyrábí pomocí vlastnosti, že když se objekt otáčí vysokou rychlostí, je moment hybnosti velmi velký a osa otáčení bude vždy směřovat stabilně. Tradiční setrvačný gyroskop odkazuje hlavně na mechanický gyroskop. Mechanický gyroskop má vysoké požadavky na strukturu procesu a struktura je složitá a jeho přesnost je omezena mnoha aspekty. Od 70. let vstoupil vývoj moderního gyroskopu do nové fáze.

Vláknový optický gyroskop (FOG) je citlivý prvek založený na cívce z optických vláken. Světlo emitované laserovou diodou se šíří podél optického vlákna ve dvou směrech. Úhlový posun snímače je určen různými cestami šíření světla.

Struktura a princip optické koherentní tomografie

1310nm SLED dioda pro snímače proudu z optických vláken

Senzory proudu optických vláken jsou odolné vůči účinkům interferencí magnetického nebo elektrického pole. Proto jsou ideální pro měření elektrických proudů a vysokého napětí v elektrických elektrárnách.

Fiber Optic Current Sensors jsou schopné nahradit stávající řešení založená na Hallově efektu, která bývají objemná a těžká. Ve skutečnosti mohou ty, které se používají pro špičkové proudy, vážit až 2 000 kg ve srovnání se snímacími hlavami Fiber Optic Current Sensors, které váží méně než 15 kg.

Senzory proudu z optických vláken mají výhodu zjednodušené instalace, zvýšené přesnosti a zanedbatelné spotřeby energie. Snímací hlava obvykle obsahuje polovodičový modul zdroje světla, obvykle SLED, který je robustní, pracuje v rozšířených teplotních rozsazích, má ověřenou životnost a náklady