Kokie yra skirtingų tipų skaidulinių lazerinių diodų sąsajų tipai?

Skaiduliniai-lazeriniai diodai yra šiuolaikinių fotoninių sistemų pagrindas - nuo 1310 nm telekomunikacijų siųstuvų-imtuvų iki 976 nm siurblių lazerių, skirtų skaiduliniams stiprintuvams ir 1550 nm LiDAR šaltiniams.

Tinkamos sąsajos pasirinkimas apima du nepriklausomus, bet vienodai svarbius domenus:

Optinė sąsaja– pluošto jungtis, kuri nustato sujungimo efektyvumą, įterpimo praradimą ir atgalinio-atspindėjimo toleranciją.

Elektrinė sąsaja / paketas– mechaninis korpusas ir kontaktas, apibrėžiantis šilumos valdymą, aukšto{0}}dažnio signalo vientisumą ir plokštės-lygį.

Neatitikimas bet kurio domeno sukelia brangų perdirbimą, sugadintus pluoštus arba pablogina lazerio tarnavimo laiką.

1. Optinės sąsajos – šviesolaidinės jungtys

Pigtail pluošto gale esanti jungtis diktuoja, kaip šviesa patenka į išorinę optinę sistemą. Rinkoje dominuoja keturios šeimos.

1.1 FC serija (antgalio jungtis)

FC jungtis naudoja srieginį vamzdelį, kad būtų užtikrintas patikimas, vibracijai atsparus sujungimas.

FC/PC (fizinis kontaktas)– plokščias arba šiek tiek spinduliuotas poliravimas. Grąžinimo nuostoliai ≈ 40 dB. Tinka mažos spartos sistemoms (Mažiau arba lygi 1 Gbps), kur galimas vidutinis atgalinis atspindys.

FC / APC (kampinis fizinis kontaktas)– 8 laipsnių kampu poliravimas. Grąžinimo nuostoliai > 60 dB (dažnai 65 dB).Privalomaanaloginiam vaizdo perdavimui, koherentiniam aptikimui, tiksliajai metrologijai ir bet kokiems lazeriniams diodams, jautriems išoriniam grįžtamajam ryšiui (pvz., 405 nm, 520 nm, 638 nm matomiems diodams). 8 laipsnių kampas nukreipia atspindėtą šviesą į apkalą.

Dizaino pastaba: FC/APC ir FC/PC yranekeičiamas. Sumaišius juos, pažeidžiami abu antgalio galai.

1.2 SC ir LC – šiuolaikiniai komunikacijos standartai

Abiejuose yra keraminis antgalis (2,5 mm SC, 1,25 mm LC) ir stūmimo ir traukimo skląsčio mechanizmas.

SC (abonento jungtis)– tvirtas, nebrangus ir plačiai naudojamas GPON, Ethernet ir pramoniniam valdymui. Tipiškas įterpimo praradimas<0.25 dB.

LC („Lucent Connector“)– pusė SC pėdsako. Pageidautina didelio tankio priekinėms plokštėms (pvz., 48 prievadai 1 U) ir visiems mažos formos prijungiamiesiems siųstuvams-imtuvams (SFP, SFP+, QSFP).

Abu yra PC ir APC poliruoti, nors LC / APC yra mažiau paplitęs dėl erdvės apribojimų siųstuvų-imtuvuose.

1.3 SMA – didelės galios transmisija

SMA jungtis visiškai atsisako keraminio antgalio. Vietoj to, metalinė srieginė įvorė tiesiogiai suima pluošto nerūdijančio plieno apvalkalą.

Pagrindinis privalumas: withstands high temperatures (>150 °C) and continuous optical powers >5 W be antgalio pažeidimo.

Tipiškos programos: medicininiai lazeriai (urologija, dermatologija), didelės galios pramoninis pjovimas (1 µm – 2 µm) ir siurblio lazerio tiekimas.

Trūkumas: didesnis įterpimo nuostolis (≈0,5 dB) ir prastesnis grąžinimo nuostolis (≈20 dB), palyginti su FC/APC.

1.4 Plokščias pluoštas ir pritaikytos sąsajos

In R&D or ultra‑high‑power systems (>10 W), jungtys dažnai visai praleidžiamos. Pluoštas yra:

Tiesiogiai suliejamasį sistemos skaidulą (mažiausias nuostolis, nuolatinis),

Užbaigtas specialiu metaliniu kapiliarumechaniniam suspaudimui arba

Liko kaip plikas suskeltas galaslaisvos vietos sujungimui per lęšius.

Pasirinktinės sąsajos taip pat apimaPM (poliarizaciją palaikančios) jungtys(pvz., FC/APC su raktu, suderintu su lėta ašimi), naudojamas nuosekliam ryšiui ir interferometriniams jutikliams.

2. Elektrinės sąsajos – paketai ir jungtys

The package determines how the laser diode is powered, cooled, and mechanically mounted. Three architectures cover >95 % komercinių šviesolaidinių diodų.

2.1 drugelių paketas – aukščiausios klasės standartas

14 kontaktų drugelis (hermetiškas, matmenys: 20,8 mm × 12,7 mm) yra tikslios fotonikos arkliukas. Jis integruoja:

TEC (termoelektrinis aušintuvas)– stabilizuoja lazerio temperatūrą iki ±0,01 laipsnio, kritiškai svarbios bangos ilgio stabilumui (pvz., 0,08 nm/laipsnis DFB lazeriams).

MPD (monitoriaus fotodiodas)– užpakalinis monitorius, skirtas automatinio galios valdymo (APC) kilpoms.

Termistorius (paprastai 10 kΩ esant 25 laipsnių)– TEC valdiklio temperatūros rodmuo.

Pasirenkamas optinis izoliatorius– patalpintas pakuotės viduje, kad užkirstų kelią atgaliniams atspindžiams.

Pinout turi būti griežtai laikomasi(TEC+/– paprastai kaiščiai 1/2, LD+/– kaiščiai 7/8, termistoriaus kaiščiai 3/4). Naudojamas nuosekliam ryšiui, derinamiems išorinės ertmės lazeriams ir tiksliajai metrologijai.

Variantas: Mini drugelis (14 kontaktų, 12,7 mm × 7,6 mm), skirtas ribotos erdvės moduliams.

2.2 Koaksialinis / TO-CAN paketas – ekonomiškas

Tranzistoriaus kontūro (TO) paketas primena metalinį tranzistorių. Įprasti dydžiai:TO-46(4,6 mm skersmens) irTO-56(5,6 mm skersmens).

Standartinis TO-CAN– iki 3 kontaktų (LD+, LD-, korpuso įžeminimas). Nėra TEC. Paprasta, nebrangi ir plačiai naudojama SFP/SFP+ siųstuvuose-imtuvuose arba vartotojų LiDAR.

TO-CAN su RF jungtimi (IEC 62148-12) – adds a coaxial RF input (e.g., SMA or GPO) for high‑frequency modulation >10 GHz, apeinant indukcinę TO antraštę.

Apribojimas: Be aktyvaus aušinimo bangos ilgis kinta kartu su aplinkos temperatūra. Tinka neaušinamiems darbams, kur priimtinas ±1 nm poslinkis.

2.3 DIL (dvi eilė)

Supaprastintas, nehermetiškas drugelio pirmtakas. Galimi 8 kontaktų, 14 kontaktų arba 22 kontaktų variantai. Daugumoje versijų trūksta integruoto TEC; naudojamas mažos galios (<100 mW), uncooled applications where cost is paramount.

3. Praktinis atvaizdavimas – paketas + jungties deriniai

Toliau pateiktoje lentelėje apibendrinamos dažniausiai pasitaikančios pramonės poros.

Greito sprendimo vadovas:

Reikalingas aušinimas?→ Taip: drugelio pakuotė; Ne: TO-CAN (jei maitinimo<100 mW) or DIL.

Jautrus atspindžiui?→ Taip: FC/APC poliravimas; Ne: FC/PC, SC/PC arba LC/PC.

Didelio tankio plokštės dizainas?→ LC jungtis + mini drugelis.

High power (>1 W nuolatinis)?→ SMA arba plikas pluoštas (venkite FC/APC, kuris turi klijų pagrindu pagamintus antgalius).

4. Santrauka ir ateities tendencijos

Nėra universalios sąsajos– teisingas pasirinkimas subalansuoja šiluminius, optinius, kainos ir plokštės lygio apribojimus.

Dabartinės tendencijos:

Miniatiūrizavimas– mini drugelių ir nano paketai, skirti bendrai supakuotai optikai (CPO) ir integruotai optikai.

Pasyvaus aušinimo patobulinimai– TO-CAN paketų stumimas iki 1 W nepertraukiamo galios be TEC.

Didesnis pluošto galios valdymas – new connector materials (e.g., glass‑ferrule with metal‑free bonding) that tolerate >20 W be klijų degradacijos.

Integruotas stebėjimas– MPD ir izoliatorius vis labiau integruojami į TO-CAN paketus, todėl ribą tarp pigių ir aukščiausios klasės įrenginių sutrinka.

Pro patarimas prototipams kurti: pradėkite nuo 14 kontaktų drugelio + FC/APC mazgo. Jis siūlo maksimalų lankstumą (TEC, monitoriaus, izoliatoriaus parinktis) ir geriausią optinį našumą. Jei norite gaminti daug, pasirinkite TO-CAN + LC lizdą, kai tik patikrinsite šilumos reikalavimus.

Kontaktinė informacija:

Jei turite kokių nors idėjų, nedvejodami susisiekite su mumis. Nesvarbu, kur yra mūsų klientai ir kokie yra mūsų reikalavimai, sieksime savo tikslo teikti klientams aukštą kokybę, žemas kainas ir geriausias paslaugas.