ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ И УСТРОЙСТВА

Сравнительная характеристика лазеров и светодиодов

В табл. 5.3 приведены типовые параметры полупроводниковых источников света.

Таблица 5.3. Технические характеристики полупроводниковых источников света

Параметр

СИД

Лазеры

Поверхностные

Суперлкминесцентные

Потребляемая мощность, мВт

75...750

75...750

15...600

Пороговый ток накачки, мА

-

-

5...250

Рабочий ток накачки, мА

50...300

50...300

10...300

Выходная мощность излучения в непрерывном режиме, мВт

1 -.10

1...10

1...50

Продолжение табл. 5.3

Параметр

СИД

Лазеры

Поверхностные

Суперлюминесцентные

Яркость, Вт/(ср-см2)

10...100

103

105

Мощность, вводимая в многомодовый световод, мВт

0,05...0,5

0,1...1

0,5...15

Ширина спектра излучения, нм

30... 50

3...5

2-іб"-з

Центральная длина волны излучения, мкм

0,8

0,9

1... 1,6

Температурная нестабильность центральной длины волны, нм/К

0,3

0,3

0,01...0,3

Ширина полосы частот модуляции по уровню — 3 дБ, МГц

100

200

500...5000

Нелинейность ватт-амперной характеристики, %

0,3-3

10

0,3-30

Срок службы, ч

104...107

104...106

103... 105

Степень сложности

От низкой до средней

Средняя

Высокая

Стоимость

От низкой до средней

Средняя

От средней до высокой

Рис. 5.23. Зависимость длины регенерационного участка от скорости передачи:

------------ идеальная частотная

Характеристика СИД

подпись: 
рис. 5.23. зависимость длины регенерационного участка от скорости передачи:
 идеальная частотная
характеристика сид
Приведенный анализ показывает, что по­лупроводниковые источники излучения отве­чают большинству требований, предъявляе­мых к таким приборам в световодных систе­мах связи и световодных измерительных сис­темах. Светоизлучающие диоды являются наиболее подходящими источниками для ам­плитудных ВОЛС и низкоскоростных систем передачи информации с использованием мно­гомодовых волоконных световодов. Пример­ные представления о границе перехода от ис­пользования СИД к использованию лазеров в системах на многомодовых волокнах дают графики зависимостей длины ретрансляцион­ного участка от скорости передачи информа­ции при использовании этих излучателей (рис. 5.23).

Зависимость длины регенерационного участка L от скорости передачи информации N для ступенчатого световода с затуханием 5 дБ/км для X = 0,85 мкм; 1 — для лазерного диода (спад характеристики на участке ВС обусловлен межмодовой дисперсией); 2 — для СИД (спад характеристики на участке EF обусловлен широким спектром диода, на участке FG — дополнительно — спадом частотной характеристики).

Параметры некоторых лазеров и оптических модулей приведены в табл. 5.4 и 5.5.

Таблица 5.4. Параметры некоторых отечественных полупроводниковых лазеров

Модель

(тип)

Длина волны, нм

Выходная

Мощность,

МВт

Ток

Накачки,

МА

Ширина спектральной линни, нм

Расходи­

Мость,

Град

Диапазон рабочих температур, °С

ИЛПН-212

80...820

3,0...5,0

20...70

-

-

ИЛПН-361

800...860

1,5...2,0

125...140

13...18

-

-40...+60

ИЛПН-109М

830

5,0

120

2

-

-60...+55

ИЛПН-206

1300

1,5

60

6,0

-

-60...+50

ИЛПН-216

1300

3,0

-

-

-

-

ЛМ-1300-01

1300

1

100

0,1

-

-60...+60

ИЛПН-234-А

1500... 1600

3,0

30...85

-

1,3

-

1ГО-5

1500

0,5

-

-

120

-

Таблица 5.5. Параметры некоторых передающих оптических модулей

Модель

(тип)

Длина волны, нм

Выходная

Мощность,

МВт

Ток

Накачки,

МА

Ширина спектральной линии, нм

Расходи­

Мость,

Град

Диапазон рабочих температур, °С

ПОМ-361

1250... 1350

0,1...0,2

150

100

-

0...50

ПОМ-15А

1270... 1330

0,5...0,1

40-80

5

5000

-40...+35

МДП-7

1200... 1350

1

-

-

8

-40...+55

ПОМ-14М

1270...1350

1,5...3,0

О

00

О

0,1...8

560

-40...+55

ПОМ-15Б

1500... 1580

0,5...0,1

70...120

0,01

2400

-40...+55

ПОМ-13Б

1500... 1580

0,5...0,1

80... 120

0,1

3000

-40...+50

ПОМ-14Б

1520... 1580

1,0...2,0

' 40...80

0,1...8

560

-40...+50

Сравнив полупроводниковые лазеры с другими типами лазеров, можно выделить сле­дующие достоинства полупроводниковых лазеров:

- малые массогабаритные показатели и большое оптическое усиление (кл « 103... 104 см-1); высокий кпд;

- простота накачки лазера: инжекция не требует высоких питающих напряжений и мощностей;

- высокое быстродействие;

- возможность генерации излучения заданной длина волны в широком диапазоне, что достигается выбором полупроводника с необходимой шириной запрещенной зоны;

- технологическая и эксплуатационная совместимость с элементами интегральной оптики. В табл. 5.6 приведены основные параметры применяемых лазеров.

Таблица 5.6. Параметры малогабаритных лазеров

Тип

Размер,

См

Кпд, %

Фс, мВт

Мкм

АМКм

0Р, град.

Епит. В

Г азовый

-10

10-1... 10 2

0,1...10

0,63

10“6...Ю“9

0,03...0,15°

КЯ.-.Ю4

Т вердотельный

~1

10

О

О

1,06

10-4

1

ДоЮ3

Полупровод­

Никовый

-0,1

20... 50

10...1000

0,8...0,9

2-10'3

10

1,5...3

Но современным полупроводниковым лазерам присущи и недостатки:

- относительно низкие параметры когерентности излучения (АЯУЯ. тах и 0р), что объясня­ется высокой плотностью активного вещества, малой длиной резонатора и малой вы­ходной апертурой;

- низкая долговечность, равная для промышленных образцов (102...103) ч; в то же вре­мя теоретические расчеты показывают, что долговечность инжекционных лазеров мо­жет быть выше 105 ч.

Снижение долговечности реальных приборов прежде всего связывается с постепенной деградацией (старением) полупроводникового лазера. Деградация стимулируется высокими плотностями тока, а также потоков оптической и тепловой мощности, которые характерны для работы полупроводниковых лазеров.

Основным деградационным эффектом является увеличение концентрации безызлуча - тельных центров в активной области за счет внедрения атомов неконтролируемых примесей и образования новых дефектов. Кроме того, имеет место снижение активности излучатель- ных центров и возрастание поверхностной рекомбинации.

Тесты

5.1. Используя рис. 1, укажите в конструкции твердотельного лазера номер, указывающий на стержень ак­тивного вещества

5.2. Используя рис. 1, укажите в конструкции твердотельного лазера номер, указывающий на инфра­красный светодиод.

5.3. Используя рис. 2, укажите номер, указывающий на металл.

5.4. Сравнительная характеристика лазеров и светодиодовИспользуя рис. 2, укажите номер, указывающий на активную область.

Сравнительная характеристика лазеров и светодиодов

5.5. Используя рис. 3, укажите в полупроводниковом лазере с гетероструктурой номер, указывающий на металл.

5.6. Используя рис. 3, укажите в полупроводниковом лазере с гетероструктурой номер, указывающий на подложку.

5.7. Используя рис. 4, укажите на ватт-амперной характеристике инжекционного лазера, номер, соот­ветствующий низкой температуре.

5.8. Используя рис. 3, укажите в лазере, номер соответствующий активной области.

5.9. Используя рис. 4, укажите на ватт-амперной характеристике инжекционного лазера, номер, соот­ветствующий высокой температуре.

Сравнительная характеристика лазеров и светодиодов

5.10. Сравнительная характеристика лазеров и светодиодовКакие два условия необходимо выполнить для возникновения лазерной генерации:

А) баланс фаз;

Б) баланс амплитуд;

В) использование элемента накачки;

Г) использование оптического резонатора?

ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ И УСТРОЙСТВА

Приобретаем- купить осциллограф, тепловизоры, источники питания

Тепловизионные камеры. Тепловизоры testo - полупроводниковые приборы, наделённые возможностью наблюдать тепловое либо световое излучение. Тепловизор flir на собственном мониторе изображает оранжевыми, красными и желтыми цветами объекты, источающие тепло, но прохладные …

Условные обозначения

А, Механический эквивалент света К Постоянная Больцмана В Сииий свет К, Коэффициент передачи по току С Скорость света в свободном простран­ Ку Коэффициент световой эффективности Стве Коэффициент усиления лазера Ся …

Список Сокращений

А Номинальная числовая апертура Мэв Монохроматическая АВС Активный волоконный световод Электромагнитная волна АИМ Амплитудно-импульсная Нжк Нематические жидкие кристаллы Модуляция Ов Оптическое волокно АПП Абсолютный показатель ОЗУ Оперативное запоминающее Преломления Устройство …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.