Характеристика светодиода

На рисунке показан спектр светодиода Honeywell HFE-4000. Это типичный GaAlAs-светодиод с центральной длиной волны в области 850 нм. Длинноволновые светодиоды имеют большую ширину спектра. Характеристика светодиода сравнивается с расчетной отражательной способностью двух различных интерферометров. В одном интерферометре расстояние между отражателями составляет 30 мкм; в другом – только 1,5 мкм. В случае интерферометра с расстоянием между отражателями 30 мкм в ширину спектра светодиода укладывается много циклов резонанса. При таком варианте светодиод — просто широкополосный источник, который позволяет отслеживать подъемы и спады резонанса. В работах (James и др.), (Quick и др.), (Belsley и др.) и (Веheim и др.) показано, что такое соотношение оказывается полезным при многих физических измерениях. Интерферометр с расстоянием между отражателями 1,5 мкм — это типичный представитель датчиков с малым расстоянием между отражателями, спектральная ширина которых сопоставима или немного превышает спектральную ширину источника-светодиода. Такие системы могут применяться для исследования резонанса интерферометра при помощи светодиода и считывающего анализатора, чтобы линеаризовать характеристику датчика.

image50

Методы изготовления датчиков различаются в широком диапазоне — от сложной сборки из полированного кварца до осаждения тонкого слоя на конце волокна. Разнообразные конструкции показаны на рисунках. Представлены два датчика температуры. Здесь для изменения характеристик интерферометра используется распорка. В схеме распорка находится в световоде и при изменениях температуры влияет на оптическое расстояние как посредством изменения своей толщины, так и посредством изменения показателя преломления. На рисунке показана схема с распоркой, влияющей только на расстояние, благодаря своей способности расширяться.

На рисунке представлено семейство датчиков Фабри-Перо. Все эти датчики изготовлены с использованием технологии интегральных схем. Обычно габаритный размер датчика составляет 0,5 х 0,5 х 0,2 мм. Датчики,

См. также:  Чисто-волоконные оптические модуляторы

image51

image52

Измеряющие давление, температуру и показатель преломления, — все они работают с одной и той же считывающей оптикой и электроникой.

Методы считывания. В интерферометрических датчиках может использоваться единственный фотодиод просто как считыватель интенсивности; однако из-за нелинейной природы отражательной способности датчика эффективность будет ограниченна. Особенно сложна ситуация в приборах Фабри-Перо с высокой добротностью.