Tipi di diodi laser accoppiati a fibra

Esistono due tipi principali di diodo laser accoppiato a fibra (LD).

• Diodo laser monomodale accoppiato a fibra. Il nucleo è solitamente di pochi micrometri. (Ad esempio, il nucleo è di 6 μm a una lunghezza d'onda di 1 μm e di 9 μm a una lunghezza d'onda di 1,5 μm)

• Diodo laser multimodale accoppiato a fibra. Utilizza fibre di diametro maggiore, che possono gestire una maggiore potenza ottica. Il nucleo è tipicamente di 62, 100, 200, 400, 800 o anche 1000 μm. Nelle applicazioni, quanto minore è il diametro, tanto più facile è focalizzare la luce dalla fibra su un punto piccolo utilizzando una lente o un obiettivo da microscopio.

Diodo laser monomodale accoppiato a fibra

Monomodalelaser verde accoppiato a fibraIl diodo può essere a fibra standard (SMF) o a fibra a mantenimento di polarizzazione (PM). La differenza è che nella fibra a mantenimento di polarizzazione, la fibra ha una struttura di rivestimento speciale che permette alla polarizzazione della luce di essere mantenuta lungo la lunghezza della fibra.

Il diodo laser monomodale accoppiato a fibra viene tipicamente confezionato in quello che è conosciuto come undiodo laser a package butterflyIl suo refrigeratore TEC e termistore sono integrati nel package. Questo tipo di LD monomodale raggiunge tipicamente potenze di uscita di diverse centinaia di mW, con un massimo fino a 1,5 W.

Inoltre, nel campo delle comunicazioni, esistono pacchetti DIL e pacchetti coassiali. La loro potenza è solitamente <10 mW.

Diodo laser multimodale accoppiato a fibra

Il diodo laser multimodale accoppiato a fibra si basa su chip di diodo laser a emissione ad area larga ed è disponibile in 4 tipi:

• Emettitore singolo: Il chip LD è isolato, montato su un submount e confezionato singolarmente in un modulo diodo laser a semiconduttore, accoppiato a una fibra multimodale da 105/125 μm, con una potenza fino a 15 W.

• Multi-emettitore: Più chip LD sono isolati singolarmente e accoppiati otticamente insieme in una fibra multimodale. La potenza di uscita può raggiungere diverse centinaia di watt, mantenendo una dimensione della fibra ridotta, come un diametro del nucleo di 100 o 200 μm.

• Barra singola: Più emettitori assemblati come una singola barra in un modulo LD, accoppiata a una fibra multimodale da 200/240 μm, con una potenza fino a 50 W.

• Multi-barra: Più emettitori assemblati in un grande package raffreddato ad acqua, poi accoppiati a una fibra multimodale di grande diametro (600/800 μm), con potenza superiore a 100 W.

Nei diodi laser multimmoldali accoppiati a fibra, occorre prestare attenzione a come variano la tensione e la corrente dei diversi tipi di LD:

• L'emettitore singolo ha un livello di tensione di 1,5 V e una corrente di 15 A.

• Il multi-emettitore è in eccitazione in serie. Ciò significa che la corrente non cambia (solitamente un massimo di 15 A), ma la tensione aumenta con il numero di emettitori. (Per un LD da 60 W, la tensione e la corrente sono 4,5 V/15 A)

• La barra singola ha emettitori in parallelo. Pertanto, la tensione non cambia, ma la corrente può facilmente raggiungere 45 o 50 A.

• La multi-barra è una connessione in serie di più barre singole. Pertanto, la sua corrente (ad es. 45 A) non cambia, ma la tensione aumenta con il numero di barre.

Questi tipi di diodi laser accoppiati a fibra sono ampiamente utilizzati nelle comunicazioni, nella sensoristica e in altri campi tecnologici che richiedono emissione laser.