Typen fasergekoppelter Laserdioden

Es gibt hauptsächlich zwei Arten von fasergekoppelten Laserdioden (LD).

• Single-Mode-fasergekoppelte Laserdiode. Der Kern hat üblicherweise einen Durchmesser von einigen Mikrometern. (Zum Beispiel beträgt der Kern 6 μm bei einer Wellenlänge von 1 μm und 9 μm bei 1,5 μm)

• Multimode-fasergekoppelte Laserdiode. Sie verwendet Fasern mit größerem Durchmesser, die höhere optische Leistungen übertragen können. Der Kern hat typischerweise 62, 100, 200, 400, 800 oder sogar 1000 μm Durchmesser. In Anwendungen gilt: Je kleiner der Durchmesser, desto einfacher lässt sich das Licht aus der Faser mit einer Linse oder einem Mikroskopobjektiv auf einen kleinen Punkt fokussieren.

Single-Mode-fasergekoppelte Laserdiode

Single-Modefasergekoppelter grüner LaserDiode kann als Standardfaser (SMF) oder polarisationserhaltende Faser (PM) ausgeführt sein. Der Unterschied besteht darin, dass die polarisationserhaltende Faser eine spezielle Mantelstruktur aufweist, die die Polarisation des Lichts über die gesamte Faserlänge erhält.

Single-Mode-fasergekoppelte Laserdioden werden typischerweise in einem sogenanntenButterfly-Gehäuse-Laserdiode. Sein TEC-Kühler und Thermistor sind in das Gehäuse integriert. Diese Art von Single-Mode-LD erreicht typischerweise Ausgangsleistungen von mehreren hundert mW, mit einem Maximum von bis zu 1,5 W.

Darüber hinaus gibt es im Kommunikationsbereich DIL-Gehäuse und koaxiale Gehäuse. Ihre Leistung liegt normalerweise unter 10 mW.

Multimode-fasergekoppelte Laserdiode

Multimode-fasergekoppelte Laserdioden basieren auf Breitstreifen-Laserdiodenchips und es gibt 4 Typen:

• Einzelemitter: Der LD-Chip ist isoliert, auf einem Submount montiert und einzeln in einem Halbleiterlasermodul verpackt, gekoppelt an eine 105/125-μm-Multimodefaser, mit einer Leistung von bis zu 15 W.

• Mehrfachemitter: Mehrere LD-Chips sind einzeln isoliert und optisch in einer Multimodefaser zusammengekoppelt. Die Ausgangsleistung kann mehrere hundert Watt erreichen, bei gleichzeitig kleinem Faserdurchmesser, z. B. 100 oder 200 μm Kerndurchmesser.

• Einzelbarren: Mehrere Emitter sind als ein einziger Barren in einem LD-Modul montiert, gekoppelt an eine 200/240-μm-Multimodefaser, mit einer Leistung von bis zu 50 W.

• Mehrfachbarren: Mehrere Emitter sind in einem großen wassergekühlten Gehäuse montiert und dann an eine Multimodefaser mit großem Durchmesser (600/800 μm) gekoppelt, mit Leistungen über 100 W.

Bei multimode-fasergekoppelten Laserdioden ist zu beachten, wie Spannung und Strom bei verschiedenen LD-Typen variieren:

• Einzelemitter haben eine Spannung von 1,5 V und einen Strom von 15 A.

• Mehrfachemitter sind in Reihenschaltung angesteuert. Das bedeutet, der Strom ändert sich nicht (üblicherweise maximal 15 A), aber die Spannung steigt mit der Anzahl der Emitter. (Bei einer 60-W-LD betragen Spannung und Strom 4,5 V/15 A)

• Einzelbarren haben parallele Emitter. Daher ändert sich die Spannung nicht, aber der Strom kann leicht 45 oder 50 A erreichen.

• Mehrfachbarren sind eine Reihenschaltung mehrerer Einzelbarren. Daher ändert sich der Strom (z. B. 45 A) nicht, aber die Spannung steigt mit der Anzahl der Barren.

Diese Arten von fasergekoppelten Laserdioden werden häufig in der Kommunikation, Sensorik und anderen Technologiebereichen eingesetzt, die eine Laserausgabe erfordern.