أنواع الليزر الثنائي المقرون بالألياف

يوجد نوعان رئيسيان من صمام الليزر الثنائي المقرون بالألياف (LD).

• صمام ليزر ثنائي مقرون بألياف أحادية النمط. يكون اللب عادة بعدة ميكرومترات. (على سبيل المثال، يكون اللب 6μm عند طول موجي 1μm و 9μm عند طول موجي 1.5μm)

• صمام ليزر ثنائي مقرون بألياف متعددة الأنماط. يستخدم أليافًا ذات قطر أكبر، والتي يمكنها التعامل مع طاقة بصرية أكبر. يكون اللب عادةً 62، 100، 200، 400، 800، أو حتى 1000μm. في التطبيقات، كلما كان القطر أصغر، كان من الأسهل تركيز الضوء من الألياف إلى نقطة صغيرة باستخدام عدسة أو عدسة مجهرية.

صمام ليزر ثنائي مقرون بألياف أحادية النمط

أحادي النمطليزر أخضر مقرون بالأليافصمام ثنائي يمكن أن يكون ليفًا قياسيًا (SMF) أو ليفًا محافظًا على الاستقطاب (PM). الفرق هو أنه في الألياف المحافظة على الاستقطاب، يكون للألياف بنية غطاء خاصة تسمح بالحفاظ على استقطاب الضوء على طول الألياف.

عادةً ما يتم تغليف صمام الليزر الثنائي المقرون بألياف أحادية النمط بما يُعرف باسمصمام ليزر ثنائي بتغليف الفراشة. يتم دمج مبرد TEC والثرمستور الخاص به في التغليف. عادةً ما يحقق هذا النوع من LD أحادي النمط قدرات خرج تبلغ عدة مئات من المللي واط، بحد أقصى يصل إلى 1.5 واط.

بالإضافة إلى ذلك، في مجال الاتصالات، هناك تغليفات DIL وتغليفات متحدة المحور. تكون قدرتها عادةً أقل من 10 مللي واط.

صمام ليزر ثنائي مقرون بألياف متعددة الأنماط

يعتمد صمام الليزر الثنائي المقرون بألياف متعددة الأنماط على رقائق ليزر ذات منطقة انبعاث واسعة ويأتي في 4 أنواع:

• باعث فردي: يتم عزل رقاقة LD وتجميعها على قاعدة فرعية، ثم تغليفها بشكل فردي في وحدة ليزر ثنائي أشباه الموصلات، مقرونة بألياف متعددة الأنماط 105/125μm، بقدرة تصل إلى 15 واط.

• باعثات متعددة: يتم عزل رقاقات LD المتعددة بشكل فردي وتوصيلها بصريًا معًا في ألياف متعددة الأنماط. يمكن أن تصل قدرة الخرج إلى عدة مئات من الواط، مع الحفاظ على حجم ألياف صغير، مثل قطر لب 100 أو 200μm.

• شريط فردي: يتم تجميع باعثات متعددة كشريط واحد في وحدة LD، مقرونة بألياف متعددة الأنماط 200/240μm، بقدرة تصل إلى 50 واط.

• شرائط متعددة: يتم تجميع باعثات متعددة في تغليف كبير مبرد بالماء، ثم مقرونة بألياف متعددة الأنماط ذات قطر كبير (600/800μm)، بقدرة تتجاوز 100 واط.

في صمامات الليزر الثنائية المقرونة بألياف متعددة الأنماط، يجب الانتباه إلى كيفية اختلاف الجهد والتيار للأنواع المختلفة من LD:

• الباعث الفردي له مستوى جهد 1.5 فولت وتيار 15 أمبير.

• الباعثات المتعددة تكون بإثارة متسلسلة. هذا يعني أن التيار لا يتغير (عادةً بحد أقصى 15 أمبير)، لكن الجهد يزداد مع عدد الباعثات. (بالنسبة لـ LD بقدرة 60 واط، يكون الجهد والتيار 4.5 فولت/15 أمبير)

• الشريط الفردي هو باعثات توازي. لذلك، لا يتغير الجهد، لكن يمكن أن يصل التيار بسهولة إلى 45 أو 50 أمبير.

• الشرائط المتعددة هي توصيل متسلسل لشرائط فردية متعددة. لذلك، لا يتغير تيارها (مثلاً 45 أمبير)، لكن الجهد يزداد مع عدد الشرائط.

تُستخدم هذه الأنواع من صمامات الليزر الثنائية المقرونة بالألياف على نطاق واسع في الاتصالات والاستشعار وغيرها من المجالات التقنية التي تتطلب خرج ليزر.