Superluminiscenčne svetleče diode za OCT, tokovne senzorje in FOG

Shenzhen Box Optronics zagotavlja 830 nm, 850 nm, 1290 nm, 1310 nm, 1450 nm, 1470 nm, 1545 nm, 1550 nm, 1580 nm, 1600 nm in 1610 nm paket laserske diode in pogonskega vezja ali modula sani, širokopasovnega svetlobnega vira sani (su perluminiscenčna dioda), 14-polni paket metuljčkov in 14pin DIL paket. Nizka, srednja in visoka izhodna moč, širok spekter, v celoti ustreza potrebam različnih uporabnikov. Nizka spektralna fluktuacija, nizek koherentni šum, neposredna modulacija do 622MHz izbirno. Za izhod ni obvezen enosmerni priključek ali priključek za ohranjanje polarizacije, 8-pinski je neobvezen, integrirani PD je neobvezen, optični konektor pa je mogoče prilagoditi. Superluminiscenčni vir svetlobe se razlikuje od drugih tradicionalnih sani, ki temeljijo na načinu ASE, ki lahko oddaja širokopasovno pasovno širino pri visokem toku. Nizka koherenca zmanjša Rayleighov odbojni šum. Izhod iz enomodnega vlakna visoke moči ima hkrati širok spekter, ki izniči sprejemni šum in izboljša prostorsko ločljivost (za OCT) in občutljivost zaznavanja (za senzor). Široko se uporablja pri zaznavanju toka z optičnimi vlakni, senzorjih za optični tok, optičnih in medicinskih OCT, žiroskopih z optičnimi vlakni, komunikacijskih sistemih z optičnimi vlakni itd.

V primerjavi s splošnim širokopasovnim svetlobnim virom ima modul svetlobnega vira SLED značilnosti visoke izhodne moči in širokega spektra pokritosti. Izdelek je namizni (za laboratorijsko uporabo) in modularen (za inženirsko uporabo). Naprava z osrednjim svetlobnim virom uporablja posebne sani z visoko izhodno močjo s pasovno širino 3 dB več kot 40 nm.

Širokopasovni svetlobni vir SLED je ultra širokopasovni svetlobni vir, zasnovan za posebne aplikacije, kot so zaznavanje optičnih vlaken, optični žiroskop, laboratorij, univerza in raziskovalni inštitut. V primerjavi s splošnim virom svetlobe ima značilnosti visoke izhodne moči in širokega spektra pokritosti. Z edinstveno integracijo vezja lahko v napravo postavi več sani, da doseže izravnavo izhodnega spektra. Edinstvena vezja ATC in APC zagotavljata stabilnost izhodne moči in spektra z nadzorom izhoda sani. S prilagoditvijo APC je mogoče prilagoditi izhodno moč v določenem območju.

Ta vrsta svetlobnega vira ima večjo izhodno moč na podlagi tradicionalnega širokopasovnega svetlobnega vira in pokriva večji spektralni obseg kot običajni širokopasovni svetlobni vir. Svetlobni vir je razdeljen na namizni modul svetlobnega vira za inženirsko uporabo. Med splošnim obdobjem jedra se uporabljajo posebni svetlobni viri s pasovno širino več kot 3 dB in pasovno širino več kot 40 nm, izhodna moč pa je zelo visoka. V okviru posebne integracije vezja lahko uporabimo več ultra širokopasovnih svetlobnih virov v eni napravi, da zagotovimo učinek ravnega spektra.

Sevanje tovrstnega ultra širokopasovnega svetlobnega vira je večje od sevanja polprevodniških laserjev, a nižje od sevanja polprevodniških svetlečih diod. Zaradi boljših lastnosti je postopoma izpeljanih več serij izdelkov. Vendar pa so tudi ultra širokopasovni svetlobni viri razdeljeni na dve vrsti glede na polarizacijo svetlobnih virov, visoko polarizacijo in nizko polarizacijo.

830nm, 850nm SLED dioda za optično koherentno tomografijo (OCT):

Tehnologija optične koherentne tomografije (OCT) uporablja osnovni princip interferometra šibke koherentne svetlobe za zaznavanje povratnega odboja ali več signalov sipanja vpadne šibke koherentne svetlobe iz različnih globinskih plasti biološkega tkiva. S skeniranjem lahko pridobimo dvodimenzionalne ali tridimenzionalne slike strukture biološkega tkiva.

V primerjavi z drugimi tehnologijami slikanja, kot so ultrazvočno slikanje, slikanje z jedrsko magnetno resonanco (MRI), rentgenska računalniška tomografija (CT) itd., ima tehnologija OCT višjo ločljivost (nekaj mikronov). Hkrati ima tehnologija OCT v primerjavi s konfokalno mikroskopijo, večfotonsko mikroskopijo in drugimi tehnologijami ultra visoke ločljivosti večjo sposobnost tomografije. Lahko rečemo, da OCT tehnologija zapolnjuje vrzel med obema vrstama slikovne tehnologije.

Zgradba in princip optične koherentne tomografije

Viri širokega spektra ASE (SLD) in polprevodniški optični ojačevalniki s širokim ojačanjem se uporabljajo kot ključne komponente za svetlobne motorje OCT.

Jedro OCT je Michelsonov interferometer z optičnimi vlakni. Svetloba iz super luminiscenčne diode (SLD) je sklopljena v enomodno vlakno, ki je razdeljeno na dva kanala s spojnikom vlaken 2x2. Ena je referenčna svetloba, kolimirana z lečo in vrnjena iz ravnega zrcala; druga je svetloba za vzorčenje, ki jo leča fokusira na vzorec.

Ko je razlika optične poti med referenčno svetlobo, ki jo vrne zrcalo, in povratno razpršeno svetlobo izmerjenega vzorca znotraj koherentne dolžine svetlobnega vira, pride do motenj. Izhodni signal detektorja odraža povratno sipano intenziteto medija.

Zrcalo se skenira in njegov prostorski položaj se zabeleži, da bi referenčna svetloba interferirala z nazaj razpršeno svetlobo iz različnih globin v mediju. Glede na položaj zrcala in intenziteto interferenčnega signala dobimo izmerjene podatke različnih globin (smer z) vzorca. V kombinaciji s skeniranjem žarka vzorca v ravnini X-Y je mogoče z računalniško obdelavo pridobiti informacije o tridimenzionalni strukturi vzorca.

Sistem optične koherentne tomografije združuje značilnosti nizke koherenčne interference in konfokalne mikroskopije. Svetlobni vir, uporabljen v sistemu, je širokopasovni svetlobni vir, običajno uporabljena pa je super sevalna svetleča dioda (SLD). Svetloba, ki jo oddaja svetlobni vir, obseva vzorec in referenčno ogledalo skozi krak vzorca oziroma referenčni krak skozi spojnik 2 × 2. Odbita svetloba na obeh optičnih poteh konvergira v spojniku in interferenčni signal se lahko pojavi le, če je razlika optične poti med obema krakoma znotraj koherentne dolžine. Hkrati, ker je vzorčna roka sistema sistem konfokalnega mikroskopa, ima žarek, vrnjen iz žarišča zaznavalnega žarka, najmočnejši signal, kar lahko odpravi vpliv razpršene svetlobe vzorca zunaj žarišča, kar je eden od razlogov, zakaj ima OCT visoko zmogljivo slikanje. Interferenčni signal se odda detektorju. Intenzivnost signala ustreza jakosti refleksije vzorca. Po obdelavi demodulacijskega vezja se signal zbere z zajemno kartico v računalnik za sivo slikanje.

1310nm SLED dioda za žiroskope z optičnimi vlakni

Ključna uporaba SLED je v navigacijskih sistemih, kot so tisti v letalski elektroniki, vesoljskih, morskih, zemeljskih in podzemnih, ki uporabljajo žiroskope z optičnimi vlakni (FOG) za natančne meritve rotacije, FOG merijo Sagnacov fazni premik optičnega sevanja, ki se širi vzdolž tuljave optičnih vlaken, ko se ta vrti okoli osi navitja. Ko je FOG nameščen v navigacijskem sistemu, sledi spremembam orientacije.

Osnovne komponente FOG, kot je prikazano, so vir svetlobe, tuljava enomodnega vlakna (lahko ohranja polarizacijo), spojnik, modulator in detektor. Svetloba iz vira se vbrizga v vlakno v nasprotni smeri širjenja z uporabo optičnega spojnika.

Ko vlaknasta tuljava miruje, dva svetlobna vala konstruktivno interferirata na detektorju in na demodulatorju se ustvari največji signal. Ko se tuljava vrti, imata dva svetlobna vala različni optični poti, ki sta odvisni od hitrosti vrtenja. Fazna razlika med obema valovoma spreminja intenzivnost na detektorju in zagotavlja informacije o hitrosti vrtenja.

Načeloma je žiroskop usmerjevalni instrument, ki je izdelan z uporabo lastnosti, da je kotni moment zelo velik, ko se predmet vrti z veliko hitrostjo, os vrtenja pa bo vedno stabilno kazala v smer. Tradicionalni inercialni žiroskop se v glavnem nanaša na mehanski žiroskop. Mehanski žiroskop ima visoke zahteve glede procesne strukture, struktura pa je zapletena, njena natančnost pa je omejena s številnimi vidiki. Od leta 1970 je razvoj sodobnega žiroskopa vstopil v novo fazo.

Žiroskop z optičnimi vlakni (FOG) je občutljiv element, ki temelji na tuljavi iz optičnih vlaken. Svetloba, ki jo oddaja laserska dioda, se širi po optičnem vlaknu v dveh smereh. Kotni premik senzorja je določen z različnimi potmi širjenja svetlobe.

Zgradba in princip optične koherentne tomografije

1310nm SLED dioda za tokovne senzorje iz optičnih vlaken

Tokovni senzorji z optičnimi vlakni so odporni na učinke motenj magnetnega ali električnega polja. Zato so idealni za merjenje električnih tokov in visokih napetosti v elektrarnah.

Tokovni senzorji z optičnimi vlakni lahko nadomestijo obstoječe rešitve, ki temeljijo na Hallovem učinku, ki so ponavadi obsežne in težke. Pravzaprav lahko tisti, ki se uporabljajo za visoke tokove, tehtajo kar 2000 kg v primerjavi z senzorskimi glavami tokovnih senzorjev z optičnimi vlakni, ki tehtajo manj kot 15 kg.

Tokovni senzorji z optičnimi vlakni imajo prednost poenostavljene namestitve, povečane natančnosti in zanemarljive porabe energije. Tipalna glava običajno vsebuje polprevodniški modul svetlobnega vira, običajno SLED, ki je robusten, deluje v razširjenih temperaturnih območjih, ima preverjeno življenjsko dobo in je drag.