En escenarios donde las redes de sensores de fibra óptica monitorean la salud estructural de los puentes y los equipos médicos OCT capturan lesiones retinianas a nivel de micrones, las fuentes de luz de banda ancha SLED, con su espectro ultra amplio, baja coherencia y alta estabilidad, se han convertido en componentes centrales que respaldan los sistemas ópticos de alta precisión. Como fuente de luz especial entre los diodos láser y los diodos emisores de luz, estos dispositivos, a través de su exclusivo mecanismo de emisión de luz y diseño de circuito, brindan soluciones ópticas irremplazables para el monitoreo industrial, la biomedicina y la investigación de defensa nacional.
Una fuente de luz de banda ancha SLED es esencialmente un diodo emisor de luz superluminiscente. Su estructura central consta de una unión PN hecha de semiconductores compuestos III-V (como GaAs e InP). Cuando se aplica un voltaje de polarización directa a la unión PN, se inyectan electrones desde la región N a la región P, y se inyectan huecos desde la región P a la región N. Los fotones se liberan cuando los portadores minoritarios se recombinan con los portadores mayoritarios. A diferencia de la emisión espontánea aleatoria de los LED ordinarios, los SLED, a través de estructuras de regiones activas optimizadas (como pozos cuánticos y capas tensas), permiten que los fotones experimenten una emisión estimulada parcial durante la propagación. Esto permite un ancho de banda espectral más estrecho (normalmente de 6 nm a 100 nm) y una mayor potencia de salida en comparación con las fuentes de luz de banda ancha tradicionales, manteniendo al mismo tiempo una baja coherencia.
Sus características espectrales se pueden optimizar aún más utilizando técnicas colaborativas multidispositivo. Por ejemplo, un esquema que utiliza cuatro chips SLED, mediante acoplamiento selectivo de longitud de onda, puede mejorar la planitud espectral a ≤3 dB, cubriendo la banda C+L de 1528 nm-1603 nm, cumpliendo con los requisitos de prueba de los sistemas de multiplexación por división de longitud de onda densa (DWDM).
1. Rendimiento espectral: Las fuentes de luz de banda ancha SLED suelen tener un ancho de banda de 3 dB de 40 nm a 100 nm, con longitudes de onda centrales que cubren bandas de comunicación y detección comúnmente utilizadas, como 850 nm, 1310 nm y 1550 nm.
2. Control de densidad espectral: Al utilizar tecnología de aplanamiento espectral, su densidad espectral se puede controlar dentro del rango de -30 dBm/nm a -20 dBm/nm, lo que garantiza el equilibrio de potencia en sistemas de múltiples longitudes de onda.
3. Estabilidad de energía: al emplear circuitos de circuito cerrado ATC (control automático de temperatura) y APC (control automático de energía), las fluctuaciones de energía a corto plazo son ≤0,02 dB (15 minutos) y las fluctuaciones a largo plazo son ≤0,05 dB (8 horas). Por ejemplo, la fuente de luz SLED de 1550 nm de Bocos Optoelectronics exhibe una estabilidad de potencia de salida ≤±0,05 dB/8 horas dentro de un rango de temperatura de funcionamiento de -20 ℃ a 65 ℃.
4. Diseño modular: Ofrece paquetes de escritorio (260×285×115 mm) y modulares (90×70×15 mm), compatibles con interfaz RS-232 y software de computadora host para ajuste remoto de energía, monitoreo espectral y diagnóstico de fallas.
1. Sistemas de detección de fibra óptica
En la detección distribuida de fibra óptica, la baja coherencia de los SLED puede eliminar el ruido de interferencia causado por la dispersión de Rayleigh, mejorando la resolución espacial al nivel milimétrico. Por ejemplo, en el monitoreo de fugas de oleoductos, una fuente de luz SLED de 1550 nm combinada con un sensor FBG puede detectar cambios de temperatura de 0,1 ℃ dentro de un rango de 10 km.
2. Imágenes Médicas (OCT)
La tomografía de coherencia óptica (OCT) se basa en la longitud de coherencia y la estabilidad de potencia de la fuente de luz. La longitud de coherencia de los SLED (<100 μm) es mucho menor que la de los láseres tradicionales, lo que evita interferencias por artefactos en las imágenes. La fuente de luz SLED de 850 nm de Bocos Optoelectronics se ha aplicado a equipos OCT oftálmicos, logrando imágenes de la retina en capas de nivel 10 μm.
3. Pruebas de comunicación óptica
En las pruebas de dispositivos CWDM, las amplias características espectrales de los SLED pueden cubrir simultáneamente la banda de 800 nm a 1650 nm. Combinado con un espectrómetro de alta resolución, se pueden medir con precisión parámetros como el espaciado de canales y la pérdida de inserción, lo que mejora la eficiencia de las pruebas en más de 3 veces. 4. Investigación de defensa: las fuentes de luz SLED de alta polarización se pueden utilizar en sistemas de interferómetro para giroscopios de fibra óptica. Sus características de bajo ruido (RIN < -140 dB/Hz) pueden mejorar la precisión de la medición de la velocidad angular hasta 0,01°/h.
1. Paquete mariposa: Paquete mariposa de 14 pines, que contiene un refrigerador termoeléctrico (TEC) incorporado y un aislador óptico.
2. Paquete de escritorio: integra fuente de alimentación, control de temperatura e interfaces de comunicación, y admite el control del software del ordenador host, adecuado para escenarios de investigación y calibración de laboratorio.bocosLa fuente de luz de escritorio 1550nm SLED (195(W)×220(D)×120(H)) está equipada con una pantalla táctil y operación con botones, que pueden mostrar la potencia de salida, la longitud de onda y otros parámetros en tiempo real.
3. Paquete modular: Tamaño compacto (125(W)×150(D)×20(H)), se puede integrar directamente en equipos industriales o instrumentos de prueba de campo, lo que reduce los costos de integración del sistema. El módulo admite fuente de alimentación CA 110~240 V o CC 5 V/4 A y es adecuado para entornos de almacenamiento que oscilan entre -40 ℃ y 85 ℃.
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