Superluminescent Light Emitting Diodes สำหรับ OCT, Current Sensors และ FOG

Shenzhen Box Optronics ให้ 830nm, 850nm, 1290nm, 1310nm, 1450nm, 1470nm, 1545nm, 1550nm, 1580nm, 1600nm และ 1610nm เลเซอร์ไดโอดและวงจรขับหรือโมดูลเลื่อน, แหล่งกำเนิดแสงบรอดแบนด์แบบเลื่อน (ไดโอดเรืองแสงเหนือแสง), แพ็คเกจผีเสื้อ 14 พิน และแพ็คเกจ 14pin DIL กำลังขับต่ำปานกลางและสูงช่วงสเปกตรัมกว้างตอบสนองความต้องการของผู้ใช้ที่แตกต่างกันได้อย่างเต็มที่ ความผันผวนของสเปกตรัมต่ำสัญญาณรบกวนต่ำที่สอดคล้องกันการมอดูเลตโดยตรงสูงสุด 622MHz เป็นตัวเลือก ผมเปียโหมดเดียวหรือโพลาไรซ์ที่ดูแลผมเปียเป็นทางเลือกสำหรับเอาต์พุต 8 พินเป็นอุปกรณ์เสริม PD ในตัวเป็นอุปกรณ์เสริมและสามารถปรับแต่งขั้วต่อออปติคัล แหล่งกำเนิดแสง superluminescent แตกต่างจากเลื่อนแบบเดิมอื่น ๆ ตามโหมด ASE ซึ่งสามารถส่งออกแบนด์วิดท์บรอดแบนด์ที่กระแสไฟสูง การเชื่อมโยงกันต่ำช่วยลดสัญญาณรบกวนจากการสะท้อนของ Rayleigh เอาต์พุตไฟเบอร์โหมดเดี่ยวกำลังสูงมีสเปกตรัมกว้างในเวลาเดียวกันซึ่งจะยกเลิกสัญญาณรบกวนที่ได้รับและปรับปรุงความละเอียดเชิงพื้นที่ (สำหรับ OCT) และความไวในการตรวจจับ (สำหรับเซ็นเซอร์) มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการตรวจจับกระแสไฟเบอร์ออปติกเซ็นเซอร์กระแสไฟเบอร์ออปติก OCT ออปติคอลและการแพทย์ไจโรสโคปใยแก้วนำแสงระบบสื่อสารใยแก้วนำแสงและอื่น ๆ

เมื่อเทียบกับแหล่งกำเนิดแสงบรอดแบนด์ทั่วไปโมดูลแหล่งกำเนิดแสง SLED มีลักษณะของกำลังขับสูงและครอบคลุมสเปกตรัมกว้าง ผลิตภัณฑ์มีเดสก์ท็อป (สำหรับการใช้งานในห้องปฏิบัติการ) และแบบแยกส่วน (สำหรับงานวิศวกรรม) อุปกรณ์แหล่งกำเนิดแสงหลักใช้พลังงานเอาท์พุตสูงพิเศษที่มีแบนด์วิดท์ 3dB มากกว่า 40 นาโนเมตร

แหล่งกำเนิดแสงบรอดแบนด์ SLED เป็นแหล่งกำเนิดแสงอัลตร้าไวด์แบนด์ที่ออกแบบมาสำหรับการใช้งานพิเศษเช่นการตรวจจับใยแก้วนำแสงไจโรสโคปใยแก้วนำแสงห้องปฏิบัติการมหาวิทยาลัยและสถาบันวิจัย เมื่อเทียบกับแหล่งกำเนิดแสงทั่วไปมีลักษณะของกำลังขับสูงและครอบคลุมสเปกตรัมกว้าง ด้วยการรวมวงจรที่เป็นเอกลักษณ์ทำให้สามารถวางเลื่อนหลาย ๆ ตัวในอุปกรณ์เพื่อให้ได้สเปกตรัมเอาท์พุทที่แบนราบ วงจร ATC และ APC ที่เป็นเอกลักษณ์ช่วยให้มั่นใจได้ถึงเสถียรภาพของกำลังขับและสเปกตรัมโดยการควบคุมเอาท์พุทของเลื่อน ด้วยการปรับ APC สามารถปรับกำลังขับในช่วงที่กำหนดได้

แหล่งกำเนิดแสงประเภทนี้มีกำลังขับที่สูงขึ้นตามแหล่งกำเนิดแสงบรอดแบนด์แบบเดิมและครอบคลุมช่วงสเปกตรัมมากกว่าแหล่งกำเนิดแสงบรอดแบนด์ทั่วไป แหล่งกำเนิดแสงแบ่งออกเป็นโมดูลแหล่งกำเนิดแสงบนเดสก์ท็อปสำหรับการใช้งานทางวิศวกรรม ในช่วงเวลาหลักทั่วไปจะใช้แหล่งกำเนิดแสงพิเศษที่มีแบนด์วิดท์มากกว่า 3dB และแบนด์วิดท์มากกว่า 40 นาโนเมตรและกำลังขับที่สูงมาก ภายใต้การรวมวงจรพิเศษเราสามารถใช้แหล่งกำเนิดแสงอัลตร้าไวด์แบนด์หลายแหล่งในอุปกรณ์เดียวเพื่อให้แน่ใจว่าเอฟเฟกต์ของสเปกตรัมแบน

การแผ่รังสีของแหล่งกำเนิดแสงอัลตร้าไวด์แบนด์ประเภทนี้สูงกว่าเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ แต่ต่ำกว่าของไดโอดเปล่งแสงของเซมิคอนดักเตอร์ เนื่องจากลักษณะที่ดีกว่าจึงมีผลิตภัณฑ์จำนวนมากขึ้นเรื่อย ๆ อย่างไรก็ตามแหล่งกำเนิดแสงอัลตร้าไวด์แบนด์ยังแบ่งออกเป็นสองประเภทตามการโพลาไรซ์ของแหล่งกำเนิดแสงโพลาไรซ์สูงและโพลาไรซ์ต่ำ

830nm, 850nm SLED ไดโอดสำหรับการตรวจเอกซเรย์เชื่อมโยงกันด้วยแสง (OCT):

เทคโนโลยีการตรวจเอกซเรย์เชื่อมโยงกันด้วยแสง (OCT) ใช้หลักการพื้นฐานของอินเทอร์เฟอโรมิเตอร์แสงที่เชื่อมโยงกันอย่างอ่อนเพื่อตรวจจับการสะท้อนด้านหลังหรือสัญญาณที่กระจัดกระจายหลายอย่างของแสงที่เชื่อมต่อกันอย่างอ่อนที่ตกกระทบจากชั้นความลึกที่แตกต่างกันของเนื้อเยื่อชีวภาพ โดยการสแกนจะได้ภาพโครงสร้างสองมิติหรือสามมิติของเนื้อเยื่อชีวภาพ

เมื่อเทียบกับเทคโนโลยีการถ่ายภาพอื่น ๆ เช่นการถ่ายภาพอัลตราโซนิกการถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็กนิวเคลียร์ (MRI) การตรวจเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ (CT) เป็นต้นเทคโนโลยี OCT มีความละเอียดสูงกว่า (หลายไมครอน) ในขณะเดียวกันเมื่อเปรียบเทียบกับกล้องจุลทรรศน์แบบคอนโฟคอลกล้องจุลทรรศน์มัลติโฟตอนและเทคโนโลยีความละเอียดสูงพิเศษอื่น ๆ เทคโนโลยี OCT มีความสามารถในการตรวจเอกซเรย์มากกว่า กล่าวได้ว่าเทคโนโลยี OCT เติมเต็มช่องว่างระหว่างเทคโนโลยีการถ่ายภาพทั้งสองชนิด

โครงสร้างและหลักการของการตรวจเอกซเรย์เชื่อมโยงแสง

แหล่งที่มาของสเปกตรัม ASE แบบกว้าง (SLD) และเครื่องขยายสัญญาณออปติคอลเซมิคอนดักเตอร์ที่ขยายกว้างใช้เป็นส่วนประกอบหลักสำหรับเครื่องยนต์แสง OCT

แกนกลางของ OCT คืออินเทอร์เฟอโรมิเตอร์แบบใยแก้วนำแสง Michelson แสงจากซูเปอร์ลูมิเนสเซนต์ไดโอด (SLD) รวมอยู่ในเส้นใยโหมดเดียวซึ่งแบ่งออกเป็นสองช่องทางโดยตัวต่อไฟเบอร์ 2x2 อย่างหนึ่งคือแสงอ้างอิงที่เลนส์เทียบและส่งกลับมาจากกระจกเครื่องบิน อีกอันคือแสงสุ่มตัวอย่างที่เลนส์โฟกัสไปที่ตัวอย่าง

เมื่อความแตกต่างของเส้นทางแสงระหว่างแสงอ้างอิงที่ส่งกลับมาจากกระจกและแสงที่กระจัดกระจายด้านหลังของตัวอย่างที่วัดได้อยู่ภายในความยาวที่สอดคล้องกันของแหล่งกำเนิดแสงการรบกวนจะเกิดขึ้น สัญญาณเอาท์พุตของเครื่องตรวจจับสะท้อนให้เห็นถึงความเข้มของตัวกลางที่กระจัดกระจาย

กระจกจะถูกสแกนและตำแหน่งเชิงพื้นที่จะถูกบันทึกเพื่อให้แสงอ้างอิงรบกวนแสงที่สะท้อนกลับจากความลึกที่แตกต่างกันในสื่อ ตามตำแหน่งของกระจกเงาและความเข้มของสัญญาณรบกวนข้อมูลที่วัดได้ของความลึกที่แตกต่างกัน (ทิศทาง z) ของตัวอย่างจะได้รับ เมื่อรวมกับการสแกนลำแสงตัวอย่างในระนาบ X-Y จะได้ข้อมูลโครงสร้างสามมิติของตัวอย่างโดยการประมวลผลด้วยคอมพิวเตอร์

ระบบการตรวจเอกซเรย์เชื่อมโยงกันด้วยแสงรวมลักษณะของสัญญาณรบกวนการเชื่อมโยงกันต่ำและกล้องจุลทรรศน์แบบคอนโฟคอล แหล่งกำเนิดแสงที่ใช้ในระบบนี้เป็นแหล่งกำเนิดแสงแบบบรอดแบนด์และที่นิยมใช้คือไดโอดเปล่งแสงแบบซุปเปอร์เรเดียนซ์ (SLD) แสงที่ปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิดแสงจะฉายรังสีตัวอย่างและกระจกอ้างอิงผ่านแขนตัวอย่างและแขนอ้างอิงตามลำดับผ่านตัวเชื่อม 2 × 2 แสงสะท้อนในเส้นทางแสงทั้งสองมาบรรจบกันในตัวเชื่อมต่อและสัญญาณรบกวนจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อความแตกต่างของเส้นทางแสงระหว่างแขนทั้งสองข้างมีความยาวที่สอดคล้องกัน ในขณะเดียวกันเนื่องจากแขนตัวอย่างของระบบเป็นระบบกล้องจุลทรรศน์แบบคอนโฟคอลลำแสงที่ส่งกลับจากโฟกัสของลำแสงตรวจจับจึงมีสัญญาณที่แรงที่สุดซึ่งสามารถกำจัดอิทธิพลของแสงที่กระจัดกระจายของตัวอย่างนอกโฟกัสซึ่ง เป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้ OCT มีภาพที่มีประสิทธิภาพสูง สัญญาณรบกวนจะส่งออกไปยังเครื่องตรวจจับ ความเข้มของสัญญาณสอดคล้องกับความเข้มการสะท้อนของตัวอย่าง หลังจากการประมวลผลของวงจรดีมอดูเลชั่นสัญญาณจะถูกรวบรวมโดยการ์ดรับสัญญาณไปยังคอมพิวเตอร์เพื่อสร้างภาพสีเทา

1310nm SLED ไดโอดสำหรับไจโรสโคปไฟเบอร์ออปติก

แอปพลิเคชันที่สำคัญสำหรับ SLED อยู่ในระบบนำทางเช่นในระบบการบินการบินอวกาศทะเลบกและพื้นผิวใต้พื้นผิวที่ใช้ไจโรสโคปใยแก้วนำแสง (FOGs) เพื่อทำการวัดการหมุนที่แม่นยำ FOGs จะวัดการเปลี่ยนเฟส Sagnac ของการแพร่กระจายของรังสีออปติก ตามขดลวดไฟเบอร์ออปติกเมื่อหมุนรอบแกนคดเคี้ยว เมื่อติดตั้ง FOG ภายในระบบนำทางระบบจะติดตามการเปลี่ยนแปลงในการวางแนว

ส่วนประกอบพื้นฐานของ FOG ดังที่แสดงคือแหล่งกำเนิดแสงขดลวดไฟเบอร์โหมดเดียว (อาจเป็นการบำรุงรักษาโพลาไรซ์) ตัวเชื่อมต่อโมดูเลเตอร์และเครื่องตรวจจับ แสงจากแหล่งกำเนิดจะถูกฉีดเข้าไปในเส้นใยในทิศทางการแพร่กระจายโดยใช้ตัวเชื่อมต่อแบบออปติคัล

เมื่อขดลวดไฟเบอร์อยู่นิ่งคลื่นแสงทั้งสองจะรบกวนอย่างสร้างสรรค์ที่เครื่องตรวจจับและสัญญาณสูงสุดจะเกิดขึ้นที่เครื่องแยกสัญญาณ เมื่อขดลวดหมุนคลื่นแสงทั้งสองจะใช้ความยาวของเส้นทางแสงที่แตกต่างกันซึ่งขึ้นอยู่กับอัตราการหมุน ความแตกต่างของเฟสระหว่างคลื่นทั้งสองจะแตกต่างกันไปตามความเข้มที่เครื่องตรวจจับและให้ข้อมูลเกี่ยวกับอัตราการหมุน

โดยหลักการแล้วไจโรสโคปเป็นเครื่องมือกำหนดทิศทางซึ่งสร้างขึ้นโดยใช้คุณสมบัติที่ว่าเมื่อวัตถุหมุนด้วยความเร็วสูงโมเมนตัมเชิงมุมจะมีขนาดใหญ่มากและแกนหมุนจะชี้ไปยังทิศทางที่คงที่เสมอ ไจโรสโคปแบบเฉื่อยแบบดั้งเดิมส่วนใหญ่หมายถึงไจโรสโคปเชิงกล ไจโรสโคปเชิงกลมีความต้องการสูงสำหรับโครงสร้างกระบวนการและโครงสร้างมีความซับซ้อนและความแม่นยำถูก จำกัด โดยหลายด้าน ตั้งแต่ทศวรรษ 1970 การพัฒนาไจโรสโคปสมัยใหม่ได้เข้าสู่ขั้นตอนใหม่

เครื่องวัดการหมุนวนไฟเบอร์ออปติก (FOG) เป็นองค์ประกอบที่ละเอียดอ่อนโดยอาศัยขดลวดใยแก้วนำแสง แสงที่ปล่อยออกมาจากเลเซอร์ไดโอดจะแพร่กระจายไปตามใยแก้วนำแสงในสองทิศทาง การกระจัดเชิงมุมของเซ็นเซอร์ถูกกำหนดโดยเส้นทางการแพร่กระจายแสงที่แตกต่างกัน

โครงสร้างและหลักการของการตรวจเอกซเรย์เชื่อมโยงแสง

ไดโอด SLED 1310nm สำหรับเซ็นเซอร์กระแสไฟเบอร์ออปติก

เซ็นเซอร์กระแสไฟเบอร์ออปติกทนต่อผลกระทบจากการรบกวนของสนามแม่เหล็กหรือสนามไฟฟ้า ดังนั้นจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการวัดกระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าสูงในสถานีพลังงานไฟฟ้า

เซ็นเซอร์กระแสไฟเบอร์ออปติกสามารถแทนที่โซลูชันที่มีอยู่ได้โดยอาศัยเอฟเฟกต์ Hall ซึ่งมีแนวโน้มที่จะใหญ่และหนัก ในความเป็นจริงผู้ที่ใช้สำหรับกระแสไฟฟ้าระดับไฮเอนด์สามารถรับน้ำหนักได้มากถึง 2000 กก. เมื่อเทียบกับหัวตรวจจับ Fiber Optic Current Sensors ซึ่งมีน้ำหนักน้อยกว่า 15 กก.

เซ็นเซอร์กระแสไฟเบอร์ออปติกมีข้อได้เปรียบในการติดตั้งที่ง่ายขึ้นความแม่นยำที่เพิ่มขึ้นและการใช้พลังงานเล็กน้อย หัวตรวจจับมักประกอบด้วยโมดูลแหล่งกำเนิดแสงเซมิคอนดักเตอร์โดยทั่วไปคือ SLED ซึ่งมีความทนทานทำงานในช่วงอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นได้ตรวจสอบอายุการใช้งานแล้วและมีค่าใช้จ่าย