激光二极管-光纤耦合器-尾纤型

激光二极管-光纤耦合器-尾纤型

特点：

•成熟的设计和制造

•多种标准包装选项

•375nm至2050nm

•单模、多模或保偏光纤

•坚固耐用的设计

应用程序：

•光纤通信

•光学对准系统

•过程控制

•光学传感器应用

•医疗器械

•成像系统

•测试和测量系统

•Oct系统

产品描述：

我们提供全系列的激光二极管到光纤耦合器，坚固的封装。它们可以在二极管已经就位的情况下预先对准，或者作为套件购买，该套件可由客户使用自己的二极管进行组装。完整的组装程序相

简单明了，不到20分钟就能完成。一套完整的校准套件，包括工具和视频说明单独提供。

激光二极管光源耦合器可用于各种二极管外壳尺寸和二极管波长。从400nm到大于2050nm。这些源耦合器适用于多模、单模和保偏光纤。这种设计的一个优点是，如果二极管发生故障，它可以很容易地在重新使用其余光学器件时进行更换。然后，可以重新调整设备以达到**效果

联轴器。有两种版本的倾斜可调激光二极管到光纤耦合器-插座式耦合器和尾纤型耦合器。光纤提供尾纤式激光二极管到光纤耦合器尾纤直接连接到耦合器。尾纤型激光二极管-光纤耦合器提供更高的耦合效率和比插座式耦合器更低的背反射水平，以及更好的稳定性。根据需要，输出光纤可以与不同的输出连接器端接。

激光二极管到光纤耦合器有不同的直径。标准直径封装为直径0.79英寸。该尺寸几乎适用于所有标准激光二极管封装。较大的1.3直径外壳提供了**的耦合效率，因为它允许耦合光学器件的更广泛的选择。这外壳尺寸也用于较大的二极管外壳尺寸，如TO-3（H1）封装尺寸。较小的直径为0.59的外壳可用于直径为9.0mm或更小的二极管外壳。如果直径为5.6mm或更小，则可以使用微型0.5直径倾斜可调外壳。

关于倾斜可调激光二极管耦合器的一个误解是认为倾斜和锁定螺钉使耦合器对温度或振动敏感。事实上，倾斜可调源耦合器可在-25°C至60°C的温度范围内使用，并经过振动测试。可应要求提供更高温度的版本。

我们还为OEM提供一种特殊的、低成本的小型尾纤式激光二极管到光纤耦合器应用程序。这些封装只使用一个透镜将激光二极管发出的光耦合到光纤中。他们不使用光学倾斜调整技术。该包装具有紧凑、坚固的外壳，成本明显较低。外壳直径通常为10mm。单模和多模光纤的耦合效率通常分别为10%和35%。

激光二极管到光纤耦合器有多种选择。一种这样的选择是具有内置隔离器。隔离器可以将背反射的影响降低高达60dB。这对其中来自二极管的输出光的强度和波长稳定性是关键的应用。另一种选择是使用阻挡螺钉来衰减输出光束。这允许用户精确地控制进入光纤的输出功率，而不必改变二极管电流。激光二极管至在中间具有偏振器或偏振旋转器的光纤耦合器也是可用的。

不同尾纤激光二极管封装的尺寸：

激光二极管到光纤耦合器有多种选择。一种这样的选择是带有内置隔离器的耦合器。

隔离器可以将背反射的影响降低高达60dB。

这是通过使用镀膜光学器件和倾斜抛光光纤来实现的。

这对于来自二极管的输出光的强度和波长稳定性是关键的应用是非常有用的。

激光二极管到光纤耦合器的另一种选择是使用阻挡螺钉来衰减输出光束。这允许用户精确控制进入光纤的输出功率，而不必改变二极管电流。另一种选择是中间带有偏振器或偏振旋转器的激光二极管到光纤耦合器。

标准产品规格：

用于激光二极管到光纤耦合器的对准套件

自定义零件的订购信息：

韵翔光电欢迎有机会提供定制设计的产品，以满足您的应用需求。与大多数制造商一样，定制产品确实需要额外的努力，因此与我们的标准零件清单相比，价格可能会有所不同。特别是，我们将需要额外的时间来准备全面的报价，而且交付周期将比正常情况下更长。在大多数情况下，非经常性工程（NRE）费用、批量费用和/或最低10件订单是必要的。这些要点将在您的配额中仔细解释，因此您的决定将尽可能明智。我们强烈建议您购买我们的标准产品。

定制零件调查表：

请填写单独提供的激光二极管到光纤耦合器交付系统调查表。

1.注意，由于所使用的激光二极管的尺寸限制，并非所有封装尺寸都适用于每个激光二极管。

2.这些是标准中心波长值。公差可以根据波长和激光二极管制造商的公差而变化。（通常为±5nm至高达±30nm）。

3.注意，由于所使用的激光二极管的光学特性的变化，并不是所有的耦合效率都适用于每种光纤类型的每一个激光二极管。

选项：如果激光二极管要通过光学隔离器耦合，则添加“-ISL”，适用于1300–1650 nm LD。如果韵翔光电要为激光二极管提供激光二极管驱动电路或模块，请添加“-DR”。

如果韵翔光电要提供操作激光二极管驱动器的电源，请添加“-PS”。

如果韵翔光电要提供激光二极管，则添加“-#LD”（其中#是LD输出功率，IE：-5LD）。

如果韵翔光电要提供手动闭锁螺钉来控制激光二极管的输出功率，请添加“-BL”。

如果韵翔光电要作为套件提供零件，请添加“-PO”，以便客户安装激光二极管。

为客户提供的激光二极管添加“-CSP”。

定制零件的订购示例：

示例1：客户需要将1310nm激光二极管发出的光耦合到标准9/125单模光纤中。他们需要35%的耦合，并希望自己进行对齐。

示例2：客户需要将670nm激光二极管发出的光耦合到4/125单模光纤中，输出端为裸光纤。它们只需要最小的非OEM标准封装的15%的耦合。

应用说明：

发射器尺寸与光纤尺寸

一个常见的问题是，“为什么我不能从一些二极管获得良好的耦合到小芯光纤中？”答案只是“物理”。当将来自光源的光耦合到光纤中时，必须考虑发射器的尺寸及其发射角，以及光纤的纤芯尺寸及其各自的接受角（NA）。这通常只是一个简单的成像问题。

当以1:1的比例成像时，对象和图像以及光线与它们之间的角度是相同的。当以2:1的比例（放大）成像时，图像会变大一倍，但光线与图像的角度会减半。

一个简化的例子：1310nm激光二极管的发射器为1x3µm，发射角为25°FWHM。需要将其耦合到标准9/125光纤（NA=0.11）中。要将1x3µm发射器成像到9µm纤芯上，需要**放大三倍。任何未成像到纤芯上的光都将丢失。这将在光纤末端产生3x9µm的图像，并将发射光线的角度从25°减小到8.3°（NA~0.14）。光纤接受角未捕获的任何光线也将丢失。

仅使用1x100µm发射器（典型的“条纹”激光二极管）或300x300µm发射器）（典型的指示LED）尝试同样的计算，并查看可能耦合到光纤中的光的百分比。

注：有一些透镜可以减少这种影响，但它们需要以特定的方向安装在离激光二极管芯片很近的地方。

激光二极管驱动器

基本上有两种类型的激光二极管驱动器，恒流和恒功率。两者都有优点和缺点，这取决于你的最终目标是什么。下面概述了其中一些要点。

此外，你可能会问，“最简单的激光二极管驱动器是什么？”最简单的激光器二极管驱动器是电池和可变电阻器（电位计），但它不提供任何类型的保护或控制。这样做的问题是，激光二极管的内阻随着温度的升高而降低，随着温度的降低，它将吸收更多的电流。该循环将持续到设备达到热平衡，或者由于过大电流而失效。

在恒流驱动器中，通过激光二极管的电流由一些电路感测并调节以向激光二极管提供恒定电流。这种调整补偿了激光二极管的内阻变化。这样做的优点是，由于输入电流的变化，激光二极管不太可能“模式跳变”。这样做的缺点是激光二极管输出功率将减小，直到器件达到热平衡。

在恒功率驱动器中，激光二极管封装后部的光电二极管（背面监视器）用于感测激光二极管的相对输出。该输出然后被馈送到一些电路以调节通过激光二极管的电流，从而提供恒定的输出功率。当然，这样做的好处是可以保持设备的恒定输出功率。这样做的缺点是激光二极管电流将增加，直到器件达到热平衡。不过，请注意，驱动器的反馈回路必须正确选择，以匹配设备的光电二极管电流范围。

什么是ESD？

ESD，或称静电放电，基本上是先前存储在绝缘体上的电子的放电。计算机芯片、电子组件和电路板等现代电子元件对静电很敏感，激光二极管也不例外。这些部件中的许多可能会因低至20伏的放电而损坏，无法修复。此外，由于有两种类型的故障模式，灾难性的和潜在的，故障可能要到设备寿命的很晚才能显现出来。

当灾难性故障发生时，暴露在ESD事件中的电子设备将不再工作。在激光二极管的情况下，浪涌电流在器件表面（激光面）上流动，损坏晶体结构，导致昂贵的LED。

另一方面，潜在的失败更为阴险。在发现任何故障迹象之前，该设备可能会工作数天甚至数月。即便如此，它也可能突然失效，或者随着时间的推移开始慢慢退化。正如你所看到的，潜在的缺陷很难检测到，尤其是在设备已经工作了一段时间的情况下。使用具有潜在缺陷的设备的产品可能会在没有明显原因的情况下出现故障。

避免这些故障模式的**方法是从一开始就防止它们发生。可以采取许多预防措施，其中几项如下：

• 在静电耗散表面或垫子上使用静电敏感装置。（静电耗散表面是指表面电阻率为1x105-1x1012 ohms/sq或体积电阻率为1x104-1x1011 ohms-cm的表面。）这将确保没有积聚的电子放电。

• 始终确保通过适当的电阻（500k欧姆至1M欧姆）接地。这将确保任何通常会在你身上积聚的静电不会。

• 每天测试两次腕带和接地线。此外，仅仅戴上腕带并不意味着你被禁足了。例如，干性皮肤可以被证明是一种绝缘体，并让你相信你是接地气的，而事实并非如此。

• 维护ESD控制和意识计划，并坚持执行！

常见问题解答：

Q： 如果我要一个PM光纤耦合器，从光纤尖端出来的偏振方向是什么？

A： 韵翔光电通常将PM光纤的慢轴定向到激光二极管的“E”场（平行于结的平面）。我们可以将激光二极管定向到光纤的任何偏振轴。

Q： 激光器到光纤耦合器的设计稳定吗？有很多螺丝钉。

A： 关于倾斜可调激光二极管耦合器的一个误解是，认为倾斜和锁定螺钉的数量使耦合器对温度或振动敏感。事实上，倾斜可调震源耦合器可以在-25°C至60°C的温度范围内使用，并经过振动测试。可应要求提供更高温度的版本。

Q： 我应该为我的应用选择什么类型的激光二极管？

A： 通常，激光二极管波长、输出功率、线宽和调制率的选择将推动您选择激光二极管。其余信息可从二极管制造商的数据表中找到。在选择类似的二极管时，请记住以下几点：

二极管罐体尺寸：理想情况下，罐体尺寸应尽可能小。关键尺寸是激光二极管芯片与罐上光学窗口外部之间的距离。为了获得**的灵活性，该距离应小于或等于1.1mm。

可以使用间隔更长的二极管，但这意味着使用更长的焦距透镜，这将影响封装尺寸。

发射器尺寸：发射器面积越小，就越容易将光耦合到光纤中。大多数二极管的发射面积大小约为1×3微米。在这种芯片尺寸的单模光纤中，通常很容易获得良好的耦合效率。然而，一些二极管，特别是非常高功率的二极管，具有更大的尺寸（例如，1 x 100微米）。这些二极管只能有效地耦合到具有相似或更大芯尺寸的多模光纤。

远场发散角/散光：这两个特性密切相关。理想情况下，发散角应尽可能小。这两个角度的比率称为纵横比。典型的发散角约为10°乘30°。此外，受二极管散光限制的两个角度之间的差异应尽可能小。

指向稳定性：一些二极管的输出指向方向随时间变化。当将激光二极管输出耦合到单模光纤中时，这可能是一个严重的问题。有关二极管规格的信息，请联系二极管制造商。

Q： 如果二极管坏了，我必须扔掉整个组件吗？

A： 不可以。这是我们 LD耦合器的主要优点之一，该耦合器具有可调倾斜设计。透镜和光纤可以很容易地重复使用。只需将新二极管放入新的激光二极管支架中，使用旧的准直透镜组件对其进行准直，并使用旧的聚焦光学器件将准直光束聚焦到光纤中。

Q： 是否可以在不使用隔离器的情况下降低返回激光二极管腔的背反射光的水平？

A： 是的。首先，激光二极管芯片的位置应稍微偏离准直透镜组件的中心。这样可以防止反射直接返回到空腔中。其次，可以对光纤的输入端进行一定角度的抛光。最后，可以对光纤输出端进行角度抛光，或者在光纤输出端使用折射率匹配凝胶。通过结合这些技术，可以实现高达-40dB的典型背反射水平。此外，通过在光纤尖端涂覆AR镀膜，可以实现低至-60dB的背反射水平。

Q： 二极管芯片是否必须相对于外部二极管外壳居中？

A： 不。这是我们设计的优势之一。二极管芯片位置不需要严格的公差，因为使用专利的倾斜调节技术，可以在聚焦光学器件处容易地补偿激光二极管芯片横向位置的小偏移。

Q： 有没有任何方法可以实现高于单模激光二极管到光纤耦合器通常规定的45%的耦合效率？

A： 是的。在某些情况下，可以将圆柱形微透镜添加到激光二极管以减少散光和纵横比。使用这种方法已经实现了高达80%的耦合效率。然而，这通常意味着从二极管上移除二极管罐。然后将罐子焊接回原处。有关此技术的更多信息，请联系韵翔光电。

Q： 我有一个安装在开放式芯片载体上的激光二极管。如何使用激光二极管与光纤耦合器？

A： 激光二极管芯片必须首先连接到激光二极管支架上。然后可以将激光二极管和激光二极管支架连接到准直透镜组件和聚焦光学器件。注：我们已经有几种不同类型的激光二极管支架库存，可以根据您的需求生产定制的二极管支架。请联系韵翔光电了解更多信息。

Q： 我想把激光二极管的输出转换成高斯光束。我能在不使用柱面透镜或变形棱镜的情况下做到这一点吗？A： 是的。使用激光二极管到光纤耦合器将光耦合到单模或保偏光纤中。光纤作为一个出色的空间滤波器，提供几乎理想的高斯输出光束。波前失真可以低至1/50。光纤输出可以很容易地

使用透镜准直。我们为此提供各种各样的光纤准直器。

Q： 光放大器和激光二极管一样可以尾纤吗？

A： 是的。当在低电流下工作时，光学放大器在两个方向上都会发出少量光。这种光可以被准直，然后耦合到光纤中。通过在耦合器的两侧进行此操作，可以对放大器进行尾纤化。