एसएलईडी ब्रॉडबैंड लाइट स्रोत

ऐसे परिदृश्यों में जहां फाइबर ऑप्टिक सेंसर नेटवर्क पुलों के संरचनात्मक स्वास्थ्य की निगरानी करते हैं और मेडिकल ओसीटी उपकरण माइक्रोन-स्तरीय रेटिना घावों को पकड़ते हैं, एसएलईडी ब्रॉडबैंड प्रकाश स्रोत, उनके अल्ट्रा-वाइड स्पेक्ट्रम, कम सुसंगतता और उच्च स्थिरता के साथ, उच्च परिशुद्धता ऑप्टिकल सिस्टम का समर्थन करने वाले मुख्य घटक बन गए हैं। लेजर डायोड और प्रकाश उत्सर्जक डायोड के बीच एक विशेष प्रकाश स्रोत के रूप में, ये उपकरण, अपने अद्वितीय प्रकाश उत्सर्जक तंत्र और सर्किट डिजाइन के माध्यम से, औद्योगिक निगरानी, ​​​​बायोमेडिसिन और राष्ट्रीय रक्षा अनुसंधान के लिए अपूरणीय ऑप्टिकल समाधान प्रदान करते हैं।

I. एसएलईडी ब्रॉडबैंड प्रकाश स्रोतों की परिभाषा और प्रकाश उत्सर्जक सिद्धांत

एक SLED ब्रॉडबैंड प्रकाश स्रोत अनिवार्य रूप से एक सुपरल्यूमिनसेंट प्रकाश उत्सर्जक डायोड है। इसकी मुख्य संरचना में III-V यौगिक अर्धचालकों (जैसे GaAs और InP) से बना एक PN जंक्शन होता है। जब एक फॉरवर्ड बायस वोल्टेज को पीएन जंक्शन पर लागू किया जाता है, तो इलेक्ट्रॉनों को एन-क्षेत्र से पी-क्षेत्र में इंजेक्ट किया जाता है, और छेदों को पी-क्षेत्र से एन-क्षेत्र में इंजेक्ट किया जाता है। जब अल्पसंख्यक वाहक बहुसंख्यक वाहकों के साथ पुनः संयोजित होते हैं तो फोटॉन जारी होते हैं। सामान्य एलईडी के यादृच्छिक सहज उत्सर्जन के विपरीत, एसएलईडी, अनुकूलित सक्रिय क्षेत्र संरचनाओं (जैसे क्वांटम कुएं और तनावग्रस्त परतें) के माध्यम से, फोटॉन को प्रसार के दौरान आंशिक उत्तेजित उत्सर्जन से गुजरने में सक्षम बनाता है। यह कम सुसंगतता बनाए रखते हुए पारंपरिक ब्रॉडबैंड प्रकाश स्रोतों की तुलना में एक संकीर्ण वर्णक्रमीय बैंडविड्थ (आमतौर पर 6 एनएम-100 एनएम) और उच्च आउटपुट पावर की अनुमति देता है।

मल्टी-डिवाइस सहयोगी तकनीकों का उपयोग करके उनकी वर्णक्रमीय विशेषताओं को और अधिक अनुकूलित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, तरंग दैर्ध्य-चयनात्मक युग्मन के माध्यम से चार एसएलईडी चिप्स का उपयोग करने वाली एक योजना, स्पेक्ट्रल समतलता को ≤3dB तक सुधार सकती है, जो 1528 एनएम-1603 एनएम के सी + एल बैंड को कवर करती है, जो घने तरंग दैर्ध्य डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग (डीडब्ल्यूडीएम) सिस्टम की परीक्षण आवश्यकताओं को पूरा करती है।

द्वितीय. एसएलईडी ब्रॉडबैंड लाइट स्रोतों की उत्पाद विशेषताएं

1. वर्णक्रमीय प्रदर्शन: SLED ब्रॉडबैंड प्रकाश स्रोतों में आमतौर पर 40nm-100nm की 3dB बैंडविड्थ होती है, जिसमें केंद्र तरंग दैर्ध्य आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले संचार और सेंसिंग बैंड जैसे 850nm, 1310nm और 1550nm को कवर करते हैं। 

2. स्पेक्ट्रल घनत्व नियंत्रण: स्पेक्ट्रल फ़्लैटनिंग तकनीक का उपयोग करके, इसके वर्णक्रमीय घनत्व को -30dBm/nm से -20dBm/nm की सीमा के भीतर नियंत्रित किया जा सकता है, जिससे मल्टी-वेवलेंथ सिस्टम में शक्ति संतुलन सुनिश्चित होता है।

3. पावर स्थिरता: एटीसी (स्वचालित तापमान नियंत्रण) और एपीसी (स्वचालित पावर नियंत्रण) बंद-लूप सर्किट को नियोजित करना, अल्पकालिक बिजली उतार-चढ़ाव ≤0.02dB (15 मिनट) है, और दीर्घकालिक उतार-चढ़ाव ≤0.05dB (8 घंटे) हैं। उदाहरण के लिए, बोकोस ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स का 1550nm SLED प्रकाश स्रोत -20℃ से 65℃ के ऑपरेटिंग तापमान रेंज के भीतर आउटपुट पावर स्थिरता ≤±0.05dB/8 घंटे प्रदर्शित करता है।

4. मॉड्यूलर डिज़ाइन: डेस्कटॉप (260×285×115 मिमी) और मॉड्यूलर (90×70×15 मिमी) पैकेज दोनों प्रदान करता है, रिमोट पावर समायोजन, स्पेक्ट्रल मॉनिटरिंग और गलती निदान के लिए आरएस -232 इंटरफ़ेस और होस्ट कंप्यूटर सॉफ़्टवेयर का समर्थन करता है।

तृतीय. एसएलईडी ब्रॉडबैंड प्रकाश स्रोतों के अनुप्रयोग क्षेत्र

1. फाइबर ऑप्टिक सेंसिंग सिस्टम

वितरित फाइबर ऑप्टिक सेंसिंग में, एसएलईडी की कम सुसंगतता रेले स्कैटरिंग के कारण होने वाले हस्तक्षेप शोर को खत्म कर सकती है, जिससे मिलीमीटर स्तर तक स्थानिक रिज़ॉल्यूशन में सुधार हो सकता है। उदाहरण के लिए, तेल पाइपलाइन रिसाव की निगरानी में, FBG सेंसर के साथ संयुक्त 1550nm SLED प्रकाश स्रोत 10 किमी की सीमा के भीतर 0.1 ℃ के तापमान परिवर्तन का पता लगा सकता है।

2. मेडिकल इमेजिंग (OCT)

ऑप्टिकल कोहेरेंस टोमोग्राफी (ओसीटी) प्रकाश स्रोत की सुसंगत लंबाई और शक्ति स्थिरता पर निर्भर करती है। एसएलईडी की सुसंगत लंबाई (<100μm) पारंपरिक लेज़रों की तुलना में बहुत कम है, जो इमेजिंग में विरूपण साक्ष्य के हस्तक्षेप से बचती है। बोकोस ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स के 850nm SLED प्रकाश स्रोत को नेत्र संबंधी OCT उपकरण पर लागू किया गया है, जिससे रेटिना की 10μm-स्तरीय स्तरित इमेजिंग प्राप्त होती है।

3. ऑप्टिकल संचार परीक्षण

CWDM डिवाइस परीक्षण में, SLEDs की व्यापक वर्णक्रमीय विशेषताएँ एक साथ 800nm-1650nm बैंड को कवर कर सकती हैं। उच्च-रिज़ॉल्यूशन स्पेक्ट्रोमीटर के साथ मिलकर, चैनल रिक्ति और सम्मिलन हानि जैसे मापदंडों को सटीक रूप से मापा जा सकता है, जिससे परीक्षण दक्षता में 3 गुना से अधिक सुधार होता है। 4. रक्षा अनुसंधान: उच्च-ध्रुवीकरण वाले SLED प्रकाश स्रोतों का उपयोग फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप के लिए इंटरफेरोमीटर सिस्टम में किया जा सकता है। उनकी कम-शोर विशेषताएँ (RIN <-140dB/Hz) कोणीय वेग माप सटीकता को 0.01°/h तक सुधार सकती हैं।

चतुर्थ. एसएलईडी ब्रॉडबैंड लाइट स्रोतों के पैकेजिंग फॉर्म

1. बटरफ्लाई पैकेज: 14-पिन बटरफ्लाई पैकेज, जिसमें एक अंतर्निर्मित थर्मोइलेक्ट्रिक कूलर (टीईसी) और ऑप्टिकल आइसोलेटर शामिल है।

2. डेस्कटॉप पैकेज: बिजली आपूर्ति, तापमान नियंत्रण और संचार इंटरफेस को एकीकृत करता है, मेजबान कंप्यूटर सॉफ्टवेयर नियंत्रण का समर्थन करता है, प्रयोगशाला अनुसंधान और अंशांकन परिदृश्यों के लिए उपयुक्त है।बोकोस'डेस्कटॉप 1550nm SLED (195(W)×220(D)×120(H)) प्रकाश स्रोत एक टच स्क्रीन और बटन ऑपरेशन से सुसज्जित है, जो वास्तविक समय में आउटपुट पावर, तरंग दैर्ध्य और अन्य मापदंडों को प्रदर्शित कर सकता है।

3. मॉड्यूलर पैकेज: कॉम्पैक्ट आकार (125(W)×150(D)×20(H)), सीधे औद्योगिक उपकरण या फील्ड परीक्षण उपकरणों में एम्बेड किया जा सकता है, जिससे सिस्टम एकीकरण लागत कम हो जाती है। मॉड्यूल AC 110~240V या DC 5V/4A बिजली आपूर्ति का समर्थन करता है और -40℃ से 85℃ तक के भंडारण वातावरण के लिए उपयुक्त है।