Лазерные диоды и модули

Современные информационные сети нельзя себе представить без применения в них элементов фотоники. Примером тому является то, что полупроводниковые лазеры, приемные и передающие оптические модули и усилители сделали возможны революционное преобразование в области средств связи (заменив проводные и кабельные линии на волоконно-оптические) в устройствах записи, хранения, передачи, защиты и обработки информации. Использование волоконно-оптической связи позволяет значительно снизить вес, увеличить скорость передачи информации, повысить помехозащищенность и долговечность. Полупроводниковые лазеры, приемники излучения, оптические усилители нашли также широкое применение в таких областях науки и техники, как волоконно-оптические датчики (температуры, давления, растяжения, сжатия, вращения и т. д.), в спектроскопии высокого разрешения, в научном приборостроении и в медицинской и экологической аппаратуре.

Активные элементы представленных приборов изготавливаются из квантово-размерных эпитаксиальных структур (в зависимости от длины волны излучения) на основе арсенида галлия или фосфида индия с использованием МОС–гидридной эпитаксии. Конструктивно активные элементы имеют полосковый волновод , что обеспечивает локализацию света и носителей тока в канале шириной 2-3 мкм. Большинство лазеров имеют резонаторы Фабри-Перо. Эти лазеры позволяют реализовать генерацию поперечной одной моды и снизить пороговый ток до 5мА.

Большинство одиночных полупроводниковых лазеров для многих применений выпускаются в конструкции типа 14 pin DIL и Butterfly (международный стандарт). Корпуса miniDIL и 9 мм TO не имеют встроенного элемента Пельтье, в последнем излучение выходит напрямую из лазерного диода (без оптического волокна). Основными элементами лазерного модуля являются лазерный диод, элемент Пельтье, фотодиод обратной связи, одномодовый световод (в том числе с сохранением поляризации) со сферической или с цилиндрической линзой на конце световода, оптический разъем FC/PC или FC/APC.

Лазерные модули с резонатором Фабри-Перо обычно имеют выходную мощность от единиц до нескольких сотен миливатт. Ширина спектра составляет несколько нанометров. Рабочие токи лежат в пределах десятков или нескольких сотен милиампер. Ресурс работы лазерных диодов составляет более 5 тысяч часов для длин волн от 400 до 600 нм, более 20 тысяч часов для длин волн от 600 до 960 нм, более 50 тысяч часов для длин волн от 960 до 1200 нм и более 200 тысяч часов для длин волн от 1200 до 1655 нм.