Tipos de Diodos Laser Acoplados à Fibra

Existem dois tipos principais de diodo laser acoplado à fibra (LD).

• Diodo laser acoplado à fibra monomodo. O núcleo geralmente tem alguns micrômetros. (Por exemplo, o núcleo é de 6μm em comprimento de onda de 1μm e 9μm em comprimento de onda de 1,5μm)

• Diodo laser acoplado à fibra multimodo. Utiliza fibras de diâmetro maior, que podem lidar com maior potência óptica. O núcleo normalmente tem 62, 100, 200, 400, 800 ou até 1000μm. Em aplicações, quanto menor o diâmetro, mais fácil é focalizar a luz da fibra em um ponto pequeno usando uma lente ou objetiva de microscópio.

Diodo laser acoplado à fibra monomodo

MonomodoLaser verde acoplado à fibraO diodo pode ser de fibra padrão (SMF) ou fibra de manutenção de polarização (PM). A diferença é que, na fibra de manutenção de polarização, a fibra possui uma estrutura de revestimento especial que permite que a polarização da luz seja mantida ao longo do comprimento da fibra.

O diodo laser acoplado à fibra monomodo é tipicamente encapsulado no que é conhecido comoDiodo laser em encapsulamento borboleta. Seu cooler TEC e termistor são integrados ao encapsulamento. Esse tipo de LD monomodo normalmente atinge potências de saída de várias centenas de mW, com máximo de até 1,5W.

Adicionalmente, no campo das comunicações, existem encapsulamentos DIL e coaxiais. Sua potência geralmente é <10mW.

Diodo laser acoplado à fibra multimodo

O diodo laser acoplado à fibra multimodo é baseado em chips de diodo laser de emissão de área ampla e apresenta 4 tipos:

• Emissor único: O chip LD é isolado, montado em um suporte e encapsulado individualmente em um módulo de diodo laser semicondutor, acoplado a uma fibra multimodo de 105/125μm, com potência de até 15W.

• Múltiplos emissores: Vários chips LD são isolados individualmente e acoplados opticamente em uma fibra multimodo. A potência de saída pode atingir várias centenas de watts, mantendo um tamanho de fibra pequeno, como 100 ou 200μm de diâmetro de núcleo.

• Barra única: Múltiplos emissores montados como uma única barra em um módulo LD, acoplado a uma fibra multimodo de 200/240μm, com potência de até 50W.

• Múltiplas barras: Múltiplos emissores montados em um encapsulamento grande refrigerado a água, depois acoplados a uma fibra multimodo de grande diâmetro (600/800μm), com potência superior a 100W.

Em diodos laser acoplados à fibra multimodo, é preciso atenção em como a tensão e a corrente dos diferentes tipos de LD variam:

• Emissor único tem nível de tensão de 1,5V e corrente de 15A.

• Múltiplos emissores estão em excitação série. Isso significa que a corrente não muda (geralmente máximo de 15A), mas a tensão aumenta com o número de emissores. (Para um LD de 60W, tensão e corrente são 4,5V/15A)

• Barra única são emissores em paralelo. Portanto, a tensão não muda, mas a corrente pode facilmente chegar a 45 ou 50A.

• Múltiplas barras é uma conexão série de várias barras únicas. Portanto, sua corrente (ex.: 45A) não muda, mas a tensão aumenta com o número de barras.

Esses tipos de diodos laser acoplados à fibra são amplamente utilizados em comunicações, sensoriamento e outras áreas tecnológicas que requerem saída laser.