Dans les scénarios où les réseaux de capteurs à fibre optique surveillent la santé structurelle des ponts et où les équipements médicaux OCT capturent des lésions rétiniennes au niveau micronique, les sources lumineuses à large bande SLED, avec leur spectre ultra-large, leur faible cohérence et leur haute stabilité, sont devenues des composants essentiels prenant en charge les systèmes optiques de haute précision. En tant que source de lumière spéciale entre les diodes laser et les diodes électroluminescentes, ces dispositifs, grâce à leur mécanisme d'émission de lumière et à leur conception de circuit uniques, fournissent des solutions optiques irremplaçables pour la surveillance industrielle, la biomédecine et la recherche sur la défense nationale.
Une source lumineuse à large bande SLED est essentiellement une diode électroluminescente superluminescente. Sa structure centrale est constituée d'une jonction PN constituée de semi-conducteurs composés III-V (tels que GaAs et InP). Lorsqu'une tension de polarisation directe est appliquée à la jonction PN, des électrons sont injectés de la région N dans la région P et des trous sont injectés de la région P dans la région N. Les photons sont libérés lorsque les porteurs minoritaires se recombinent avec les porteurs majoritaires. Contrairement à l'émission spontanée aléatoire des LED ordinaires, les SLED, grâce à des structures de régions actives optimisées (telles que des puits quantiques et des couches contraintes), permettent aux photons de subir une émission stimulée partielle pendant la propagation. Cela permet une bande passante spectrale plus étroite (généralement 6 nm-100 nm) et une puissance de sortie plus élevée par rapport aux sources lumineuses à large bande traditionnelles tout en conservant une faible cohérence.
Leurs caractéristiques spectrales peuvent être encore optimisées à l’aide de techniques collaboratives multi-appareils. Par exemple, un système utilisant quatre puces SLED, grâce à un couplage sélectif en longueur d'onde, peut améliorer la planéité spectrale jusqu'à ≤ 3 dB, couvrant la bande C+L de 1 528 nm à 1 603 nm, répondant ainsi aux exigences de test des systèmes de multiplexage par répartition en longueur d'onde dense (DWDM).
1. Performances spectrales : les sources lumineuses à large bande SLED ont généralement une bande passante de 3 dB de 40 nm à 100 nm, avec des longueurs d'onde centrales couvrant les bandes de communication et de détection couramment utilisées telles que 850 nm, 1 310 nm et 1 550 nm.
2. Contrôle de la densité spectrale : grâce à la technologie d'aplatissement spectral, sa densité spectrale peut être contrôlée dans la plage de -30 dBm/nm à -20 dBm/nm, garantissant ainsi l'équilibre de puissance dans les systèmes multi-longueurs d'onde.
3. Stabilité de l'alimentation : utilisant des circuits en boucle fermée ATC (contrôle automatique de la température) et APC (contrôle automatique de l'alimentation), les fluctuations de puissance à court terme sont ≤ 0,02 dB (15 minutes) et les fluctuations à long terme sont ≤ 0,05 dB (8 heures). Par exemple, la source lumineuse SLED 1 550 nm de Bocos Optoelectronics présente une stabilité de puissance de sortie ≤ ± 0,05 dB/8 heures dans une plage de températures de fonctionnement de -20 ℃ à 65 ℃.
4. Conception modulaire : offre à la fois des packages de bureau (260 × 285 × 115 mm) et modulaires (90 × 70 × 15 mm), prenant en charge l'interface RS-232 et le logiciel de l'ordinateur hôte pour le réglage de l'alimentation à distance, la surveillance spectrale et le diagnostic des pannes.
1. Systèmes de détection à fibre optique
Dans la détection distribuée par fibre optique, la faible cohérence des SLED peut éliminer le bruit d'interférence provoqué par la diffusion Rayleigh, améliorant ainsi la résolution spatiale au niveau millimétrique. Par exemple, dans la surveillance des fuites d'oléoducs, une source de lumière SLED de 1 550 nm combinée à un capteur FBG peut détecter des changements de température de 0,1 ℃ dans un rayon de 10 km.
2. Imagerie médicale (OCT)
La tomographie par cohérence optique (OCT) repose sur la longueur de cohérence et la stabilité de la puissance de la source lumineuse. La longueur de cohérence des SLED (<100 μm) est bien inférieure à celle des lasers traditionnels, évitant ainsi les interférences d'artefacts dans l'imagerie. La source de lumière SLED 850 nm de Bocos Optoelectronics a été appliquée à un équipement OCT ophtalmique, permettant d'obtenir une imagerie en couches de 10 μm de la rétine.
3. Tests de communication optique
Lors des tests de dispositifs CWDM, les larges caractéristiques spectrales des SLED peuvent couvrir simultanément la bande 800 nm-1 650 nm. En combinaison avec un spectromètre haute résolution, des paramètres tels que l'espacement des canaux et la perte d'insertion peuvent être mesurés avec précision, améliorant ainsi l'efficacité des tests de plus de 3 fois. 4. Recherche pour la défense : Les sources lumineuses SLED à haute polarisation peuvent être utilisées dans les systèmes interférométriques pour les gyroscopes à fibre optique. Leurs caractéristiques de faible bruit (RIN < -140 dB/Hz) peuvent améliorer la précision de la mesure de la vitesse angulaire jusqu'à 0,01°/h.
1. Boîtier papillon : boîtier papillon à 14 broches, contenant un refroidisseur thermoélectrique (TEC) intégré et un isolateur optique.
2. Package de bureau : intègre l'alimentation électrique, le contrôle de la température et les interfaces de communication, prenant en charge le contrôle du logiciel de l'ordinateur hôte, adapté aux scénarios de recherche et d'étalonnage en laboratoire.BocosLa source lumineuse de bureau 1550 nm SLED (195 (W) × 220 (D) × 120 (H)) est équipée d'un écran tactile et d'un bouton de commande, qui peut afficher la puissance de sortie, la longueur d'onde et d'autres paramètres en temps réel.
3. Emballage modulaire : taille compacte (125(L)×150(D)×20(H)), peut être directement intégré dans des équipements industriels ou des instruments de test sur le terrain, réduisant ainsi les coûts d'intégration du système. Le module prend en charge une alimentation AC 110 ~ 240 V ou DC 5 V/4 A et convient aux environnements de stockage allant de -40 ℃ à 85 ℃.
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