超辐射发光二极管(SLD) 是一种半导体器件,它兼具类似于激光二极管(LD) 的高亮度和类似于发光二极管 (LED) 的低相干性。这种特殊的特性组合使其成为广泛应用的必备技术,尤其是在光学相干断层扫描 (OCT) 和光纤陀螺仪等光学传感系统中。SLD 能够发射宽光谱的低相干光,同时保持高亮度,使其成为精密测量和传感应用的理想光源
什么是超辐射发光二极管 (SLD)?
与其他半导体光源一样,SLD 也基于 PN 结的发光原理。PN 结由 p 型和 n 型半导体材料组合而成,当施加正向电流时,器件即可发光。与发射非相干光的 LED 或发射高相干光的激光二极管不同,SLD 拥有独特的中间地带,能够提供具有宽光谱和低相干性的高亮度光。
SLD 发射的光会穿过类似于激光二极管的窄有源层,从而能够高效地将发射光耦合到光纤中。这对于 OCT、光纤陀螺仪和其他基于光纤的传感系统等应用至关重要。SLD 结合了 LED 和 LD 的元件,能够产生兼具这两种技术诸多优势的光,同时又不受各自局限性的限制。
SLD发射机制
SLD 的发射机制与激光二极管和 LED 的发射机制基本相似。在这三种器件中,当正向电流施加到 PN 结时,就会产生光。来自 n 型区的电子和来自 p 型区的空穴在结处复合,从而以光的形式释放能量。
然而,关键的区别在于反馈机制。在激光二极管中,器件腔体末端的反射镜提供的反馈会产生高度相干的光。在SLD中,反馈被刻意保持在较低水平,从而防止激光发射,并允许器件发射相干性低得多的光。这种低相干性对于许多传感应用至关重要,因为它有助于减少可能降低OCT等系统性能的干扰效应。
SLD工作原理
超辐射发光二极管的独特性能源于其兼具激光二极管般的输出功率和亮度以及LED般的宽光谱。这种组合得益于用于构建SLD的半导体材料中的高光学增益。高光学增益使得自发辐射能够被强烈放大,从而产生明亮的输出。
在SLD中,当光穿过波导时,自然产生的辐射会发生较大的单程放大。然而,与激光二极管不同,SLD缺乏足够的反馈来启动激光。因此,SLD的光源功率高,光谱输出宽,但缺乏激光二极管通常具有的相干性。
SLD 的关键指标
几个关键性能指标定义了 SLD 的操作和在各种应用中的适用性:
- 光功率:由于自发辐射放大,SLD 可提供比 LED 更高的功率输出,但仍低于典型的激光二极管。这种更高的功率输出对于 OCT 等应用至关重要,因为这类应用需要高强度光穿透生物组织并获得高分辨率图像。
- 宽光谱宽度:SLD 发射的宽光谱是其最有价值的特性之一。这种宽光谱宽度使其能够应用于需要宽带光源的应用,例如白光干涉测量、光纤传感和光纤陀螺仪。
- 低相干性:低相干性有助于最大程度地减少光学相干断层扫描 (OCT) 和光纤陀螺仪等系统中常见的干扰效应。这使得成像应用能够实现更精确的测量和更高的分辨率。
- 高亮度:通过保持高亮度,SLD 能够有效地将光耦合到光纤中,使其成为基于光纤的应用的理想选择。
超辐射发光二极管 (SLD) 的应用
SLD 的独特性能组合使其适用于各种应用。一些最突出的应用包括:
- 光学相干断层扫描 (OCT):SLD 广泛应用于医学成像的 OCT 系统,尤其是在眼科领域。SLD 发射的低相干光能够实现生物组织的高分辨率横截面成像。SLD 的宽光谱宽度使其具有较高的轴向分辨率,这对于观察视网膜等组织中的精细细节至关重要。
- 光纤陀螺仪:SLD 用作光纤陀螺仪的光源,用于导航和角速度感测。低相干光有助于减少干扰的影响,从而更精确地测量旋转。
- 白光干涉法:SLD 是白光干涉法的理想选择,该技术用于测量材料的表面粗糙度、厚度和其他尺寸特性。SLD 的宽光谱输出确保测量过程中产生的干涉条纹得到良好分辨,从而实现高精度测量。
- 光纤链路测试:SLD 也可用于测试光纤通信链路。其高亮度和宽光谱宽度使其能够对光纤系统进行全面测试,确保其不存在任何可能影响性能的缺陷或其他问题。
- 光纤传感器:SLD 用于各种光纤传感器,以检测温度、压力和应变等环境条件的变化。SLD 的高亮度和低相干性使其非常适合需要精确可靠测量的传感应用。
Inphenix:SLD技术的领导者
Inphenix Inc. 是一家总部位于美国的领先激光器和光源制造商,在 SLD 开发领域处于领先地位。该公司设计和制造各种产品,包括超辐射发光二极管、扫频激光器、半导体光放大器和宽带光源。这些产品是医疗、电信、传感和测量等各个行业尖端应用的关键组件。
Inphenix 的 SLD 旨在提供高性能和高可靠性,适用于最严苛的应用。Inphenix 专注于尖端技术和专业制造,确保其产品符合最高质量标准,为客户提供突破创新界限所需的工具。
结论
超辐射发光二极管 (SLD) 是一种功能多样、性能强大的技术,它弥补了 LED 和激光二极管之间的差距。SLD 兼具高亮度、宽光谱和低相干性,是医学成像和光纤传感等众多应用的理想选择。其独特的特性使其成为需要精确测量和精细成像的领域中不可或缺的一部分。
随着像 Inphenix 这样的公司不断突破 SLD 技术的限制,这些器件的潜在应用预计将进一步扩展,为从电信到环境监测等各个行业提供新的可能。无论是用于 OCT、光纤陀螺仪还是白光干涉测量,SLD 都将继续在提升现代光学系统性能方面发挥至关重要的作用。超辐射发光二极管(SLD) 是一种半导体器件,它兼具类似于激光二极管(LD) 的高亮度和类似于发光二极管 (LED) 的低相干性。这种特殊的特性组合使 SLD 成为广泛应用的必备技术,尤其是在光学相干断层扫描 (OCT) 和光纤陀螺仪等光学传感系统中。SLD 能够发射宽光谱的低相干光,同时保持高亮度,使其成为精密测量和传感应用的理想光源。
什么是超辐射发光二极管 (SLD)?
与其他半导体光源一样,SLD 也基于 PN 结的发光原理。PN 结由 p 型和 n 型半导体材料组合而成,当施加正向电流时,器件即可发光。与发射非相干光的 LED 或发射高相干光的激光二极管不同,SLD 拥有独特的中间地带,能够提供具有宽光谱和低相干性的高亮度光。
SLD 发射的光会穿过类似于激光二极管的窄有源层,从而能够高效地将发射光耦合到光纤中。这对于 OCT、光纤陀螺仪和其他基于光纤的传感系统等应用至关重要。SLD 结合了 LED 和 LD 的元件,能够产生兼具这两种技术诸多优势的光,同时又不受各自局限性的限制。
SLD发射机制
SLD 的发射机制与激光二极管和 LED 的发射机制基本相似。在这三种器件中,当正向电流施加到 PN 结时,就会产生光。来自 n 型区的电子和来自 p 型区的空穴在结处复合,从而以光的形式释放能量。
然而,关键的区别在于反馈机制。在激光二极管中,器件腔体末端的反射镜提供的反馈会产生高度相干的光。在SLD中,反馈被刻意保持在较低水平,从而防止激光发射,并允许器件发射相干性低得多的光。这种低相干性对于许多传感应用至关重要,因为它有助于减少可能降低OCT等系统性能的干扰效应。
SLD工作原理
超辐射发光二极管的独特性能源于其兼具激光二极管般的输出功率和亮度以及LED般的宽光谱。这种组合得益于用于构建SLD的半导体材料中的高光学增益。高光学增益使得自发辐射能够被强烈放大,从而产生明亮的输出。
在SLD中,当光穿过波导时,自然产生的辐射会发生较大的单程放大。然而,与激光二极管不同,SLD缺乏足够的反馈来启动激光。因此,SLD的光源功率高,光谱输出宽,但缺乏激光二极管通常具有的相干性。
SLD 的关键指标
几个关键性能指标定义了 SLD 的操作和在各种应用中的适用性:
- 光功率:由于自发辐射放大,SLD 可提供比 LED 更高的功率输出,但仍低于典型的激光二极管。这种更高的功率输出对于 OCT 等应用至关重要,因为这类应用需要高强度光穿透生物组织并获得高分辨率图像。
- 宽光谱宽度:SLD 发射的宽光谱是其最有价值的特性之一。这种宽光谱宽度使其能够应用于需要宽带光源的应用,例如白光干涉测量、光纤传感和光纤陀螺仪。
- 低相干性:低相干性有助于最大程度地减少光学相干断层扫描 (OCT) 和光纤陀螺仪等系统中常见的干扰效应。这使得成像应用能够实现更精确的测量和更高的分辨率。
- 高亮度:通过保持高亮度,SLD 能够有效地将光耦合到光纤中,使其成为基于光纤的应用的理想选择。
超辐射发光二极管 (SLD) 的应用
SLD 的独特性能组合使其适用于各种应用。一些最突出的应用包括:
- 光学相干断层扫描 (OCT):SLD 广泛应用于医学成像的 OCT 系统,尤其是在眼科领域。SLD 发射的低相干光能够实现生物组织的高分辨率横截面成像。SLD 的宽光谱宽度使其具有较高的轴向分辨率,这对于观察视网膜等组织中的精细细节至关重要。
- 光纤陀螺仪:SLD 用作光纤陀螺仪的光源,用于导航和角速度感测。低相干光有助于减少干扰的影响,从而更精确地测量旋转。
- 白光干涉法:SLD 是白光干涉法的理想选择,该技术用于测量材料的表面粗糙度、厚度和其他尺寸特性。SLD 的宽光谱输出确保测量过程中产生的干涉条纹得到良好分辨,从而实现高精度测量。
- 光纤链路测试:SLD 也可用于测试光纤通信链路。其高亮度和宽光谱宽度使其能够对光纤系统进行全面测试,确保其不存在任何可能影响性能的缺陷或其他问题。
- 光纤传感器:SLD 用于各种光纤传感器,以检测温度、压力和应变等环境条件的变化。SLD 的高亮度和低相干性使其非常适合需要精确可靠测量的传感应用。
Inphenix:SLD技术的领导者
Inphenix Inc. 是一家总部位于美国的领先激光器和光源制造商,在 SLD 开发领域处于领先地位。该公司设计和制造各种产品,包括超辐射发光二极管、扫频激光器、半导体光放大器和宽带光源。这些产品是医疗、电信、传感和测量等各个行业尖端应用的关键组件。
Inphenix 的 SLD 旨在提供高性能和高可靠性,适用于最严苛的应用。Inphenix 专注于尖端技术和专业制造,确保其产品符合最高质量标准,为客户提供突破创新界限所需的工具。
结论
超辐射发光二极管 (SLD) 是一种功能多样、性能强大的技术,它弥补了 LED 和激光二极管之间的差距。SLD 兼具高亮度、宽光谱和低相干性,是医学成像和光纤传感等众多应用的理想选择。其独特的特性使其成为需要精确测量和精细成像的领域中不可或缺的一部分。
随着像 Inphenix 这样的公司不断突破 SLD 技术的界限,这些设备的潜在应用预计将进一步扩展,为从电信到环境监测等各个行业提供新的可能性。无论是用于 OCT、光纤陀螺仪还是白光干涉测量,SLD 都将继续在提升现代光学系统性能方面发挥至关重要的作用。



