импульсный диод

Импульсные лазерные диоды широко используются, поскольку их надежность, мощность и охват длин волн постоянно улучшаются, а стоимость неуклонно снижается. Одним из уникальных аспектов высокочастотных лазерных диодов является их модуляция или импульсная способность.

Импульсная способность диодов

Было показано, что одномодовые лазерные диоды могут иметь импульсы на частотах до 100 МГц и успешно применяться в лазерной доплеровской анемометрии. Однако импульсные диоды иногда имеют многомодовое излучение, что, в свою очередь, вызывает проблемы с настройкой и ошибки измерения в приложениях LDA. 

До сих пор проведены только усредненные по времени измерения спектров излучения многих лазерных импульсов или измерения длины волны одиночного лазерного импульса с шириной импульса 1 мкс и более.

Способность импульсных лазерных диодов обеспечивать короткие высокочастотные импульсы интенсивной мощности сделало их идеальным выбором для разных областей применения:

1. Целеуказания и дальномеров для военной отрасли.
2. Прецизионных метрологических измерений.
3. Медицины и многих других. 

Особенности импульсных лазеров

Недорогие высокочастотные диоды, которые могут генерировать 200-нс импульсы с пиковой мощностью до 120 Вт сегодня легкодоступны на рынке.

Стандартные лазерные диоды разработаны, чтобы давать непрерывное излучение мощностью от нескольких милливатт до нескольких ватт. Это очень популярная область использования коротких импульсов для исследования явлений, оставшихся загадкой для традиционной оптики. 

Они позволили исследовать сверхбыстрые реакции приложений большой мощности и ввели новые стандарты оптической метрологии. В то время как сверхбыстрые оптические системы могут быть построены с использованием волоконных и твердотельных лазеров, импульсные диодные лазеры предлагают преимущества миниатюризации, низкой стоимости и монолитной конструкции, которые очень привлекательны.

Импульсные диодные лазеры, построенные на основе высокочастотного импульсного диода, бывают двух типов: 

• с краевым излучением;
• с поверхностным излучением. 

Лазер с поверхностным излучением и вертикальным резонатором (VCSEL) можно использовать для быстрой оптической последовательной связи, такой как оптоволоконная связь, где можно включать и выключать импульсы.

Импульсы диодных лазеров также можно использовать для измерения частоты и времени. Диодные лазеры, используемые для этой цели, синхронизируются по моду, чтобы получить последовательность импульсов.

Генерация импульсов в лазерных диодах

Импульсные лазерные диоды, работающие по схеме пассивной синхронизации, обычно имеют секцию усиления и секцию потерь с насыщающимся поглотителем, который вносит большие потери в резонатор для малых импульсов и малые потери в резонатор для импульсов высокой интенсивности. 

Таким образом, импульсы высокой интенсивности благоприятно проходят через насыщающийся поглотитель, вот почему импульсный лазерный диод – высокочастотный. Если усиление для высоких интенсивностей достаточно велико, можно получить стабильные устойчивые последовательности импульсов. 

Работа насыщающегося поглотителя состоит в том, чтобы ввести постоянную разность фаз между различными модами, доступными в спектре усиления. Это вызывает последовательность импульсов во временной области. Большая полоса усиления дает меньшую ширину импульса, а меньшее расстояние между модами дает более высокую частоту повторения.