半导体激光器是光纤通信发射器的核心元件,是光纤法布里-珀罗(Fabry–Pérot)、分布式反馈激光器(DFB)和垂直腔表面发射激光器(VCSEL)等设备中最常见类型的半导体激光发射器。激光二极管的选择取决于电信应用的具体要求,包括在距离、数据速率、可用带宽、功耗、波长以及性能、成本和可靠性等参数之间的权衡。
- 法布里-珀罗激光二极管:通常用于光纤传输系统,作为调制光信号的光源
- 分布式反馈激光二极管:使用光栅架构作为反馈机制来控制激光波长。DFB激光二极管主要用于需要窄而稳定的激光波长应用,例如光通信网络中的密集波分复用(DWDM)系统
- 垂直腔表面发射激光器(VCSEL):这是一种能够从二极管表面垂直发射激光的表面发射激光二极管(SEL)。VCSEL用于需要低成本、高速和高效激光器的应用,如光通信系统、数据中心互连和光纤感测等。
温度稳定性是关系到电信应用中波长稳定的一个关键挑战。有几种方法可用于调节激光二极管的温度(请参阅我们的应用指南),热电冷却器(TEC)是冷却激光二极管的理想技术,因为它能够以双向模式(冷却和加热)工作,具有高冷却功率、快速响应时间、紧凑的尺寸、高能源效率、低能耗和易于温度控制等特性。
用于电信应用的激光器具有不同的封装解决方案,具体取决于应用场合、数据传输率和发射器-接收器系统的类型。用于电信应用的一些常用二极管封装示例包括:
- 蝴蝶( Butterfly)封装:激光器中最常见的封装类型
- TOSA封装:这是一种发射器光学子组件,用于将信号转换为耦合到光纤电缆中的光学信号
- ROSA封装:为接收器光学子组件,从光纤接收光信号,并将其转换回电信号
- BOSA封装:双向光学子组件,由TOSA和ROSA组成
- 尾纤(Pigtailed)封装:能够提供简单直接的光学连接,该封装包含有一个激光二极管,该二极管安装在带有尾纤光纤的封装上
- 多源协议(MSA)封装:旨在提供不同组件和系统之间的兼容性,使激光二极管更容易集成到电信网络中
对于所有这些封装,莱尔德热系统构建了几种不同系列的热电冷却器:
OptoTEC™ OTX/HTX 系列微型热电冷却器。OptoTEC™ OTX/HTX系列专为低电流和低热泵应用而设计,能够使激光二极管的工作温度稳定在25±0.5℃左右,温度精度达到±0.01℃。
OptoTEC™ MBX 系列具有小到1.6 x 1.6毫米的微型占位面积,厚度可低至0.9毫米。高密度(packing fraction)热电材料能够以比传统热电冷却器更低的工作电流实现高达27 W/cm2的高热泵密度。
欲为光收发器找到最佳热管理解决方案,请联系莱尔德热系统。
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