Сәулелену диодтары үшiн талшықты- оптикалық жүйелер

Оптикалық жүйе үшiн жарық көзі талшықты жарық диоды болып табылады. Онда жарық арқылы сәулеленуiнiң шығаруы осылай болады, сонымен қатар (ЛД ) лазер диодында, бiрақ оптикалық СИД керi байланысының жоқтығы когеренттi емес көз болып табылады. Бiрiншi СИДi галийдың арсенидi, оптикалық байланыс үшiн жарамды, ол 1962 жылда жасалынды. Галийдың СИДi сәулелену арсенидi 3000 нм құрайды, өйткенi лазер спектрдiң кеңдiгi 20 ретке кеңірек. Жарық түсіргіш диоды модты көп кеңiстiкте таратады. Онда тарай алатын мод саны болғандықтан, онда жарық диодының сәулеленудiң енгiзуiн адекватты тиiмдiлiк тек қана көп модалы жарық диодында қолдануға болады. Жарық түсіруші диоды талшықты оптикалық байланыс үшін қажет, олар аз бетті жарық түсіруші және энергетикасы аз канықтықа ие болу керек.

Мұндай диодтарды Барраса және өлкелiк сәулелену диоид мысалдарында табылады. Барраса диоды 50 мкм шағын дөңгелек диаметрімен бағытталған, перпендикуляр ауысуының жазықтығы сәулеленеді, 5.24-шi сурет көрсетiлгендей.

Диодтың геометриясы- тiлме түйiсумен аналогты лазерінің геометриясының өлкелiк сәулеленуiмен екi параллель тiлме ауысуы арқылы таратады. СИД лазерлерiмен салыстырғанда қарапайымдылықпен ерекшеленедi, өйткенi қоздыру токтен сәулеленудiң шығу қуаты тәуелдiлiгiнiң iс жүзiнде сызықты және уақытта аз өзгертедi. Кенет бастапқы бейненің болғандығынан, ток реттегішінің қоздырғышының қажеті жоқ.

Сурет 5.24

СИД түрі оптикалық талшықты жүйеде қолданылады:

Лазер СИД байланысты жүйесіне қарағанда жұмыс iстеудiң қызуғышылығы аз, сәулелену және кiшiрек жарықтық үлкенiрек сызықтың енiнде; бұл ол кiшi қуатты әдетте туындатқанын және материалда дисперсияға ерекше мән бердiре алатынын бiлдiредi. Сәулелену СИД сипаттамасына пiкiр болмағандықтан, сезгiш емес жұмыс жағдайына, сұлбаларды таңдаудың мүмкiндiгiн жобалауда, тиiсiнше конструктивтiк шешiмі жеңілдетіледі. Ортақ жағдайда енгiзу және жарық диодтың қимасының ауданының бұрышының берiлген жарық диодының бағытталатын қуатын бастапқыда бағалауы, ал содан соң ұштастырудың тиiмдiлiгiн бiр басқа бағалауы керек. Сәулеленудің сызықтық енi айтарлықтай өзгермейді, дегенмен оңай есептеп шығаруға болады дисперсияның және серпiннiң енiмен дисперсия материалымен Модовамен бiрге қабылдағыш сезгiштiк бағалауға мүмкiндiк береді. Қоздырушы импульстiң ұзақтығын бiрнеше қабылдағыш қуатын шығынын азайту үшiн кiшiрейтуге болады. СИД (тұрақты уақыт) үн қосудың уақыты нөлге тең, және ақпаратты биiк берiлiс жылдамдығы бар жүйеде аспаптың қолдануында бұл iлтипатқа қабылдау керек. Өсу уақыты биiк жарықтықпен бiр үлгiдегi аспаптарында 2ден 4 нске дейiн аралықта болады және сондықтан кейде шектейтiн фактор болады.

Электр қуатының өзгертуi оптикалық аса тиiмдi жүйелердiң өңдеушiлерi үшiн үлкен қызығушылық етедi. Iшiнде СИДтың өзiне электр қуатының айналуында оптикалық ПӘК өте биiк болады. Жарық диод көлбеуі қима ауданға қарағанда жарықтық осы токте үлкейтуге болады. Линза жүйесiнiң қолдануы үлкен санмен көрсетiлген апертура СИД сәуле шығарушы бетті үлкейтуге мүмкiндiк бередi және нақ сол жарық диодтың шетiн «толтыру», аспаптың тиiмдi жиналмалы апертурасы арқасында жарық диодпен сабақтастырады. Мұндай қуат берiлген аспаптың қоздыру токғы жолымен берiлгенде үлкейтуге болады.

СИД үш түрі жарамды оптикалық жүйе үшiн талшықты. Бейнеленген 5.24-шi сурет олардыңның құрылымы. Ауданының сәуле шығарушы бет Баррасасының аспаптарының жазықтық аспаптарының бос тұруларында әдетте аз бұл беттен тiкелей жақындықта орналастыратын шет жарық диодтың өзегiн аудан. Егер сандық апертура жиналмалы линзасын үлкенiрек орнатылса, мұндай құрылым пайдалануға болады және аспаптардың кiшiрек ауданы үшiн, 5.24б сурет көрсетiлгендей. Әйтеуiр, сур. 5.24 және өлкелiк сәулеленумен СИД болады. Оныңның жұмысын қағидат жалғастырылатын ауысу сәулеленуде бойлай негiзделген тура жарық өткiзгiшпен, сонымен қатар лазердiң жағдайында. Күшейтуде спектрлiк сызықтың ен кейбiр кiшiрейтуi мүмкiн бiр жағынаннан, бұл құрылымнан сәулеленуi когеренттi емес. Жоғары сәулелену жарықтығы бiр мезгiлде үлкеедi.

Жарық өткiзгiшiне сәулеленудiң енгiзу оптимизациясы үшiн өлкелiк сәулелену және белсендi қабатта орналасқан жуан жарық өткiзгiш СИД жасалған, бiрнеше сыну көрсеткiшінің айырмашылығы болған. Мұндай аспаптарда сәулеленудің жарық өткiзгiш жiк таралып жатқан жарық күшейтудiң облысында жарықпен өте нашар байланған, бұл СИДтар салдарынан сызықтық сипаттамаларға ерекше ие болады. Сәулеленудің жоғары құрылғысыны қарағанда, сәулеленудің шығу параметрлері нашар әсер етедi.

ВОС үшiн жарық үйрететiн диодтарды басқа перспективалы болып табылады. Бұл жоспарсыз сәулеленудiң күшейткiштерi iс жүзiнде (Пос ) оң керi байланыссыз. Олар үшiн әдетте гетероструктура құрылымында пайдаланады, ол тек қана кристалдың бiр жақ шетіне дейiн жетедi. Лазерден (ССИД ) диодтың суперлюминесцентінің негiзгi айырмашылығы - резонатордың жоқтығы (Пос жоқ). Өсiретiң облыстың ұзындығы лазерге қарағанда (1, 5 мм) артық. Жоспарсыз сәулелену бiрдей ықтималдықта, дегенмен оны көп устайды, сәуле шығарудың есебiне планар жарық өткiзгiшiмен жығылмай тұрып бағытталып қыздырмалайды. ССИД сәуле шығару спектрі шалағай СИД, дегенмен қасында едәуiр (3...5 нм). Бағытталу диаграмма тарлау, шалағай СИДтарда, және лазерлерде бұрыштық мөлшерлермен 1200 және 400 симметриялық емес. Көп модалы талшықтарда сәулеленудiң енгiзу тиiмдiлiгі жоғары, СИДқа қарағанда.

Сәулеленудің 1...10 мВт қуатымен, көп модалы жарық өткiзгiштігі 0,1...1 мВ енгiзiледi.

ССИД ерекшеліктері:

Жоғары сызықты (экспоненталыққа жақын) ампер сипаттамасы ватт;

Бастапқы тоқтың тығыздығы лазерге қарағанда төмен;

Сәулелену диодына қарағанда,шығу қуаттылығы улкенірек;

Спектрлiк сызықтың енi реттігі жарық диодқа қарағанда аз, бiрақ лазерге қарағанда едәуiр көп;

Жарық диодтардың сәулелену айырмашылығы, поляризациялалған болады;

Температуралардың диапазоны және ұзақ мерзiмдiлiгi лазерлер, кәдiмгi СИДтер жол бередi.

Диодтың жоғарылюминесценті құрылым 5.25-шi сурет көрсетілген.

Сурет 5.25

жоғарылюминесцент құрылымы

Жарық лазер диодтарының параметрлерi оптикалық сақтаушы ақпараттар үшiн және принтті 5.2 кестеде келтiрiлген .

5.10.