Свойства светоотдачи лазерных диодов

В результате получается структура, которая при соответствующей настройке функционирует таким образом, что на выходе получается единственная поперечная мода с почти круговой поляризацией идеальная для ввода в одномодовое оптическое волокно.

На рисунке показано несколько способов, которыми излучение с выхода лазерного диода может запускаться в оптическое волокно. В первом методе используется сферическая микролинза, размещенная между диодом и оптическим волокном. Во втором методе полусферическая линза формируется на конце волокна в результате расплавления кончика волокна. Иногда при использовании этого метода кончик волокна перед формированием полусферы дополнительно сводится на конус. Сужение волокна эффективно увеличивает числовую апертуру оптического волокна, так что она в большей степени соответствует апертуре лазерного

Диода. В третьем методе используется градиентная («стержневая») линза, а в четвертом — волокно просто расщепляется и подсоединяется к лазеру торцевым элементом связи, так что совмещаются оптические оси лазера и световода. Для высокопроизводительных одномодовых лазерных диодов допустимая величина обратного отражения, еще не ухудшающая серьезно выходные характеристики, может составлять порядок 10_6. Чтобы уменьшить обратное отражение от волокна до этого уровня, нужно принять специальные меры и позаботиться, чтобы отсутствовали плоские поверхности, отражающие излучение непосредственно обратно в лазерный диод. Меры предосторожности могут включать в себя скругление торца волокна, противоотражательное покрытие и изменение углов при соединении. Если этих мер недостаточно, для достижения удовлетворительно низкой ответной реакции необходимо использовать оптические развязки, например, основанные на эффекте Фарадея.

image21

В следующих нескольких абзацах мы рассмотрим некоторые свойства светоотдачи лазерных диодов, представляющие интерес для разработчиков волоконно-оптических датчиков. На рисунке приведены зависимости мощности светового выхода от тока возбуждения типичного лазерного диода, функционирующего при различных температурах. Заметим, что с увеличением температуры ток, необходимый для достижения порогового значения, возрастает, и наклон кривых слегка уменьшается. Эти параметры ухудшения характеристик при росте температуры также характеризуют лазерный диод, который стареет «плавно». Другие внешние воздействия в процессе эксплуатации также могут нанести ущерб лазерному диоду или состарить его. В конечном итоге зависимость выходной мощности лазерного диода от тока возбуждения при изменениях температуры может принять вид подобный тому, что показан на рисунке.

См. также:  Длина когерентности