Millised on erinevat tüüpi kiudlaserdioodide liidesed?

Fiber-sidestatud laserdioodid on tänapäevaste fotooniliste süsteemide selgroog - alates 1310 nm telekommunikatsioonitransiiveritest kuni 976 nm kiudvõimendite ja 1550 nm LiDAR-i allikate pumplaseriteni.

Õige liidese valimine hõlmab kahte sõltumatut, kuid võrdselt kriitilist domeeni:

Optiline liides– fiiberpistik, mis määrab sidestuse tõhususe, sisestuskadu ja tagasi-peegelduse tolerantsi.

Elektriline liides / pakett– mehaaniline korpus ja pistikupesa, mis määravad soojusjuhtimise, kõrgsagedusliku-signaali terviklikkuse ja plaadi{1}}taseme koostu.

Kummagi domeeni sobimatus toob kaasa kuluka ümbertöötlemise, kahjustatud kiudude või halvenenud laseri eluea.

1. Optilised liidesed – kiudühendused

Patsikiu otsas olev pistik määrab, kuidas valgus siseneb välisesse optilisse süsteemi. Turul domineerib neli perekonda.

1.1 FC seeria (ümbrisühendus)

FC-pistik kasutab keermestatud silindrit turvaliseks ja vibratsioonikindlaks ühendamiseks.

FC/PC (füüsiline kontakt)– tasane või kergelt raadiusega poleerimine. Tagastuskadu ≈ 40 dB. Sobib madala kiirusega süsteemidele (vähem kui 1 Gbps), kus mõõdukas tagasipeegeldus on talutav.

FC/APC (nurkne füüsiline kontakt)– 8 kraadise nurga all olev poleerimine. Tagastuskadu > 60 dB (sageli 65 dB).Kohustuslikanaloogvideo edastamiseks, koherentseks tuvastamiseks, täppismetroloogiaks ja mis tahes laserdioodiks, mis on tundlik välisele tagasisidele (nt 405 nm, 520 nm, 638 nm nähtavad dioodid). 8-kraadine nurk suunab peegeldunud valguse voodrisse.

Disaini märkus: FC/APC ja FC/PC onei ole vahetatavad. Nende segamine kahjustab mõlemat hülssi otsapinda.

1.2 SC ja LC – kaasaegsed sidestandardid

Mõlemad kasutavad keraamilist ümbrist (SC puhul 2,5 mm, LC puhul 1,25 mm) ja tõuke-tõmbeluku mehhanismi.

SC (abonendi pistik)– vastupidav, odav ja laialdaselt kasutatav GPON-is, Ethernetis ja tööstuslikus juhtimises. Tüüpiline sisestuskaotus<0.25 dB.

LC (Lucent Connector)– pool SC jalajäljest. Eelistatud suure tihedusega esiplaatide (nt 48 porti 1U-s) ja kõigi väikese kujuga ühendatavate transiiverite (SFP, SFP+, QSFP) jaoks.

Mõlemad on saadaval PC- ja APC-poleerituna, kuigi LC/APC on transiiverites ruumipiirangute tõttu vähem levinud.

1.3 SMA – suure võimsusega jõuülekanne

SMA-pistik jätab keraamilise ümbrise täielikult maha. Selle asemel haardub metallist keermestatud hülss otse kiu roostevabast terasest mantel.

Peamine eelis: withstands high temperatures (>150 °C) and continuous optical powers >5 W ilma hülssikahjustusteta.

Tüüpilised rakendused: meditsiinilised laserid (uroloogia, dermatoloogia), suure võimsusega tööstuslik lõikamine (1 µm – 2 µm) ja pumplaser.

Puudus: suurem sisestuskadu (≈0,5 dB) ja kehvem tagastuskadu (≈20 dB) võrreldes FC/APC-ga.

1.4 Paljas kiud ja kohandatud liidesed

In R&D or ultra‑high‑power systems (>10 W), pistikud jäetakse sageli täielikult välja. Kiud on kas:

Otse termotuumasünteesiga ühendatudsüsteemi kiududele (väikseim kadu, püsiv),

Lõpetatud kohandatud metallkapillaarigamehaaniliseks kinnitamiseks või

Jättis palja lõhki otsavaba ruumi ühendamiseks läbi objektiivide.

Kohandatud liidesed hõlmavad kaPM (polarisatsiooni säilitavad) pistikud(nt FC/APC, mille võti on joondatud aeglase teljega), mida kasutatakse koherentses sides ja interferomeetrilistes andurites.

2. Elektrilised liidesed – paketid ja pistikupesad

The package determines how the laser diode is powered, cooled, and mechanically mounted. Three architectures cover >95% müügilolevatest fiibersidestatud dioodidest.

2.1 Butterfly pakett – tipptasemel standard

14-nõelaga liblikas (hermeetiline, mõõtmed: 20,8 mm × 12,7 mm) on täppisfotoonika tööhobune. See integreerib:

TEC (termoelektriline jahuti)– stabiliseerib laseri temperatuuri ±0,01 kraadini, mis on lainepikkuse stabiilsuse jaoks kriitiline (nt DFB laserite puhul 0,08 nm/kraad).

MPD (monitori fotodiood)– tagumine ekraan automaatse toitejuhtimise (APC) silmuste jaoks.

Termistor (tavaliselt 10 kΩ 25 kraadi juures)– TEC kontrolleri temperatuurinäit.

Valikuline optiline isolaator– asub pakendi sees, et blokeerida tagasipeegeldusi.

Pinout tuleb rangelt järgida(TEC+/– kontaktid tavaliselt 1/2, LD+/– tihvtid 7/8, termistori kontaktid 3/4). Kasutatakse koherentses sides, häälestatavates välisõõneslaserites ja täppismetroloogias.

Variant: Mini-liblikas (14 kontaktiga, 12,7 mm × 7,6 mm) piiratud ruumiga moodulitele.

2.2 Koaksiaal / TO-CAN pakett – kulutõhus

Transistor-outline (TO) pakett meenutab metallpurgi transistori. Levinud suurused:TO-46(4,6 mm läbimõõt) jaTO-56(5,6 mm läbimõõt).

Standardne TO-CAN– kuni 3 kontakti (LD+, LD-, korpuse maandus). TEC puudub. Lihtne, odav ja laialdaselt kasutatav SFP/SFP+ transiiverites või tarbija LiDAR-is.

TO-CAN RF-pistikuga (IEC 62148-12) – adds a coaxial RF input (e.g., SMA or GPO) for high‑frequency modulation >10 GHz, induktiivse TO päisest mööda minnes.

Piirang: Ilma aktiivse jahutuseta triivib lainepikkus koos ümbritseva õhu temperatuuriga. Sobib jahutamata rakendustele, kus ±1 nm triiv on vastuvõetav.

2.3 DIL (kaherealine)

Lihtsustatud, mittehermeetiline liblika eelkäija. Saadaval 8-, 14- või 22-kontaktilise variandina. Enamikus versioonides puudub integreeritud TEC; kasutatakse väikese võimsusega (<100 mW), uncooled applications where cost is paramount.

3. Praktiline kaardistamine – pakett + konnektori kombinatsioonid

Allolev tabel võtab kokku kõige levinumad tööstuse paarid.

Otsuste kiirjuhend:

Vaja jahutust?→ Jah: liblikapakett; Ei: TO-CAN (kui toide<100 mW) or DIL.

Peegeldustundlik?→ Jah: FC/APC poleerimine; Ei: FC/PC, SC/PC või LC/PC.

Suure tihedusega tahvli disain?→ LC-pistik + miniliblikas.

High power (>1 W pidev)?→ SMA või tühi kiud (vältige FC/APC-d, millel on liimipõhised ümbrised).

4. Kokkuvõte ja tulevikutrendid

Universaalne liides puudub– õige valik tasakaalustab termilised, optilised, kulu- ja plaaditaseme piirangud.

Praegused trendid:

Miniaturiseerimine– miniliblika- ja nanopaketid kopakendatud optika (CPO) ja pardaoptika jaoks.

Passiivse jahutuse täiustused– TO-CAN-pakettide surumine 1 W-ni pidevaks ilma TEC-ita.

Suurem kiudvõimsuse käsitsemine – new connector materials (e.g., glass‑ferrule with metal‑free bonding) that tolerate >20 W ilma liimi lagunemiseta.

Integreeritud jälgimine– MPD ja isolaator integreeritakse üha enam TO-CAN-pakettidesse, hägustab piiri odava ja kõrgeima taseme vahel.

Pro näpunäide prototüüpide loomiseks: alustage 14 kontaktiga liblikas + FC/APC komplektist. See pakub maksimaalset paindlikkust (TEC, monitori, isolaatori valik) ja parimat optilist jõudlust. Mahuliseks tootmiseks valige TO-CAN + LC pistikupesa, kui soojusnõuded on kontrollitud.

Kontaktandmed:

Kui teil on ideid, võtke meiega ühendust. Pole tähtis, kus meie kliendid on ja millised on meie nõudmised, järgime oma eesmärki pakkuda oma klientidele kõrget kvaliteeti, madalaid hindu ja parimat teenust.