Полупроводниковые источники света

Длина когерентности имеет большое значение для волоконно-оптических датчиков по нескольким причинам. Прежде всего, от нее зависят обратное рассеяние волокна и взаимодействие в измерительной системе датчика. Часто бывает крайне необходимо уменьшить длину когерентности для уменьшения уровня собственных шумов волоконно-оптического датчика. Особенно это касается интерферометра Саньяка, описанного в главе. Источники с короткой длиной когерентности также используются в волоконно-оптических датчиках, предназначенных для точного измерения длин, поскольку интерференция возникает, только когда длины двух оптических путей практически равны.

Полупроводниковые источники света.

Для большинства волоконно-оптических датчиков выбор полупроводниковых источников света оказывается предпочтительным, поскольку они превосходят альтернативные источники света по таким показателям, как потребляемая мощность, надежность, размер и стоимость. В этом разделе приводится краткий обзор некоторых наиболее распространенных полупроводниковых источников света, используемых в датчиках.

Существует два основных вида светоизлучающих диодов, которые находят широкое применение в волоконно-оптических датчиках: светоизлучающие диоды с поверхностным излучателем и светоизлучающие диоды с торцевым излучателем. Излучение диодов с поверхностным излучателем изотропно, и свет улавливается путем присоединения волокна встык в непосредственной близости к излучающей поверхности. На рисунке показана структура светоизлучающего диода с поверхностным излучателем, или светодиода Барраса. Как правило, эти приборы используются в сочетании с многомодовыми волокнами с большой сердцевиной («большая» означает больше 85 мкм), при этом захватывается несколько процентов излученного света. Второй тип светодиодов — это диоды с торцевым излучателем, излучение в которых ограничивается областью волновода. Благодаря структуре диода, в котором области рекомбинации перемежаются слоями материала с более широкой запрещенной зоной и более низким показателем преломления, свет может быть ограничен плоскостью. При таком подходе формируется двойная гетероструктура, при которой электроды установлены так, что ток протекает только через область рекомбинации, и область светоизлучения может быть ограничена небольшой площадью. На рисунке показана конструкция такого светоизлучающего диода с торцевым излучателем.

См. также:  Чувствительные отражательные элементы