Kādi ir dažāda veida saskarnes šķiedru lāzera diodēm?

Šķiedru-savienotas lāzerdiodes ir mūsdienu fotonisko sistēmu mugurkauls - no 1310 nm telekomunikāciju raiduztvērējiem līdz 976 nm sūkņu lāzeriem šķiedru pastiprinātājiem un 1550 nm LiDAR avotiem.

Pareizā interfeisa izvēle ietver divus neatkarīgus, bet vienlīdz kritiskus domēnus:

Optiskais interfeiss– šķiedras savienotājs, kas nosaka savienojuma efektivitāti, ievietošanas zudumu un atpakaļ{0}}atstarošanas toleranci.

Elektriskā saskarne / pakete– mehāniskais korpuss un kontaktdakša, kas nosaka siltuma pārvaldību, augstas{0}}frekvences signāla integritāti un plates-līmeni.

Neatbilstība jebkuram domēnam izraisa dārgu pārstrādi, bojātas šķiedras vai samazinātu lāzera kalpošanas laiku.

1. Optiskās saskarnes – šķiedru savienotāji

Savienotājs pinuma šķiedras galā nosaka, kā gaisma nokļūst ārējā optiskajā sistēmā. Tirgū dominē četras ģimenes.

1.1 FC sērija (uzmavas savienotājs)

FC savienotājā tiek izmantota vītņota muca drošai, vibrācijas izturīgai savienošanai.

FC/PC (fiziskais kontakts)– plakana vai nedaudz rādiusa pulēšana. Atdeves zudums ≈ 40 dB. Piemērots zema ātruma sistēmām (mazāks vai vienāds ar 1 Gbps), kur pieļaujama mērena pretatstarošanās.

FC/APC (leņķiskais fiziskais kontakts)– 8 grādu leņķa pulēšana. Atdeves zudums > 60 dB (bieži vien 65 dB).Obligātianalogai video pārraidei, koherentai noteikšanai, precīzai metroloģijai un jebkurai lāzera diodei, kas ir jutīga pret ārējo atgriezenisko saiti (piemēram, 405 nm, 520 nm, 638 nm redzamās diodes). 8 grādu leņķis novirza atstaroto gaismu apšuvumā.

Dizaina piezīme: FC/APC un FC/PC irnav savstarpēji aizvietojami. Tos sajaucot, tiek sabojātas abas uzgaļu gala virsmas.

1.2 SC un LC – Mūsdienu komunikācijas standarti

Abos gadījumos tiek izmantots keramikas uzgalis (2,5 mm SC, 1,25 mm LC) un stumšanas-vilkšanas fiksācijas mehānisms.

SC (abonentu savienotājs)– izturīgs, lēts un plaši izmantots GPON, Ethernet un rūpnieciskajā kontrolē. Tipisks ievietošanas zudums<0.25 dB.

LC (Lucent Connector)– puse no SC nospieduma. Ieteicams augsta blīvuma priekšējām plāksnēm (piemēram, 48 pieslēgvietas 1 U) un visiem maza izmēra pievienojamiem raiduztvērējiem (SFP, SFP+, QSFP).

Abi ir pieejami gan PC, gan APC pulēšanai, lai gan LC/APC ir retāk sastopami, jo uztvērēju iekšienē ir ierobežotas vietas.

1.3 SMA — lieljaudas transmisija

SMA savienotājs pilnībā atsakās no keramikas uzgaļa. Tā vietā metāla vītņota uzmava tieši satver šķiedras nerūsējošā tērauda apvalku.

Galvenā priekšrocība: withstands high temperatures (>150 °C) and continuous optical powers >5 W bez uzgaļa bojājumiem.

Tipiski pielietojumi: medicīniskie lāzeri (uroloģija, dermatoloģija), lieljaudas rūpnieciskā griešana (1 µm – 2 µm) un sūkņu lāzera piegāde.

Trūkums: lielāks ievietošanas zudums (≈0,5 dB) un sliktāks atgriešanas zudums (≈20 dB), salīdzinot ar FC/APC.

1.4 Bare Fiber un pielāgotas saskarnes

In R&D or ultra‑high‑power systems (>10 W), savienotāji bieži tiek pilnībā izlaisti. Šķiedra ir vai nu:

Tieši sapludinātssistēmas šķiedrai (mazākais zudums, pastāvīgs),

Izbeigts ar pielāgotu metāla kapilārumehāniskai iespīlēšanai vai

Palicis kā pliks šķelts galsbrīvas vietas savienošanai caur lēcām.

Pielāgotās saskarnes ietver arīPM (polarizāciju uzturošie) savienotāji(piem., FC/APC ar atslēgu, kas ir saskaņota ar lēno asi), ko izmanto saskaņotos sakaros un interferometriskajos sensoros.

2. Elektriskās saskarnes – pakotnes un kontaktligzdas

The package determines how the laser diode is powered, cooled, and mechanically mounted. Three architectures cover >95 % komerciālo šķiedru savienoto diožu.

2.1. Tauriņu komplekts — augstākās klases standarts

14 kontaktu tauriņš (hermētisks, izmēri: 20,8 mm × 12,7 mm) ir precīzas fotonikas darba zirgs. Tas integrē:

TEC (termoelektriskais dzesētājs)– stabilizē lāzera temperatūru līdz ±0,01 grādam, kas ir kritisks viļņa garuma stabilitātei (piemēram, 0,08 nm/grādi DFB lāzeriem).

MPD (monitora fotodiode)– aizmugures monitors automātiskai jaudas kontroles (APC) cilpām.

Termistors (parasti 10 kΩ pie 25 grādiem)– temperatūras rādījums TEC regulatoram.

Optiskais izolators pēc izvēles– atrodas iepakojuma iekšpusē, lai bloķētu atspīdumus.

Pinout ir stingri jāievēro(TEC+/– parasti tapas 1/2, LD+/– tapas 7/8, termistora tapas 3/4). Izmanto saskaņotos sakaros, noskaņojamos ārējās dobuma lāzeros un precīzajā metroloģijā.

Variants: Mini-tauriņš (14 kontaktu, 12,7 mm × 7,6 mm) moduļiem ar ierobežotu vietu.

2.2 Koaksiālā / TO-CAN pakotne — rentabla

Tranzistora kontūras (TO) pakotne atgādina metāla kārbas tranzistoru. Parastie izmēri:TO-46(4,6 mm diametrā) unTO-56(5,6 mm diametrā).

Standarta TO-CAN– līdz 3 tapām (LD+, LD-, korpusa zemējums). Nav TEC. Vienkāršs, zemas izmaksas un plaši izmantots SFP/SFP+ raiduztvērējos vai patērētāju LiDAR.

TO-CAN ar RF savienotāju (IEC 62148-12) – adds a coaxial RF input (e.g., SMA or GPO) for high‑frequency modulation >10 GHz, apejot induktīvo TO galveni.

Ierobežojums: Bez aktīvās dzesēšanas viļņa garums mainās līdz ar apkārtējās vides temperatūru. Piemērots lietošanai bez dzesēšanas, kur ir pieļaujama ±1 nm novirze.

2,3 DIL (divrindu)

Vienkāršots, nehermētisks tauriņa priekštecis. Pieejams 8-pin, 14-pin vai 22-pin variantos. Vairumā versiju trūkst integrētas TEC; izmanto mazjaudas (<100 mW), uncooled applications where cost is paramount.

3. Praktiskā kartēšana – pakotne + savienotāju kombinācijas

Tālāk esošajā tabulā ir apkopoti visizplatītākie nozares pāri.

Ātrā lēmuma pieņemšanas rokasgrāmata:

Nepieciešama dzesēšana?→ Jā: tauriņu iepakojums; Nē: TO-CAN (ja jauda<100 mW) or DIL.

Jutīgs pret atspulgu?→ Jā: FC/APC pulēšana; Nē: FC/PC, SC/PC vai LC/PC.

Augsta blīvuma dēļu dizains?→ LC savienotājs + minitauriņš.

High power (>1 W nepārtraukti)?→ SMA vai tukša šķiedra (izvairieties no FC/APC, kam ir uzlīmēti uzgaļi).

4. Kopsavilkums un nākotnes tendences

Nav universāla interfeisa– pareizā izvēle līdzsvaro termiskos, optiskos, izmaksu un plates līmeņa ierobežojumus.

Pašreizējās tendences:

Miniaturizācija– mini-tauriņu un nanopaketes koppaketētai optikai (CPO) un iebūvētajai optikai.

Pasīvās dzesēšanas uzlabojumi– TO-CAN pakotņu nepārtraukta virzīšana uz 1 W bez TEC.

Augstāka šķiedru jaudas apstrāde – new connector materials (e.g., glass‑ferrule with metal‑free bonding) that tolerate >20 W bez līmes degradācijas.

Integrēta uzraudzība– MPD un izolators arvien vairāk tiek integrēti TO-CAN pakotnēs, izjaucot robežu starp zemo izmaksu un augstākās klases.

Profesionāla padoms prototipēšanai: Sāciet ar 14 kontaktu butterfly + FC/APC komplektu. Tas piedāvā maksimālu elastību (TEC, monitora, izolatora opcija) un vislabāko optisko veiktspēju. Lai ražotu apjomu, atlasiet TO-CAN + LC tvertni, kad ir pārbaudītas termiskās prasības.

Kontaktinformācija:

Ja jums ir kādas idejas, droši sazinieties ar mums. Neatkarīgi no tā, kur atrodas mūsu klienti un kādas ir mūsu prasības, mēs ievērosim savu mērķi nodrošināt saviem klientiem augstu kvalitāti, zemas cenas un vislabāko servisu.