SLEDs et SOAs dans le proche infrarouge
Qu'est-ce qu'une diode superluminescente (SLED) ?
Une diode électroluminescente superluminescente (SLED) ou diode superluminescente courte (SLD) est une source lumineuse à semi-conducteur haute performance, à émission par la tranche, qui fournit un spectre optique à large bande (similaire à une diode électroluminescente, LED) en combinaison avec des niveaux de puissance de sortie élevés et un faisceau de sortie monomode transversal et spatialement cohérent (similaire à une diode laser, LD).
Les diodes électroluminescentes peuvent être réalisées sur une large gamme de systèmes de matériaux semi-conducteurs, y compris les dispositifs composés de GaN, ayant des longueurs d'onde d'émission typiques de 390nm à 530nm, ou les dispositifs à base de GaAs, offrant des longueurs d'onde d'émission de 630nm à 1100nm, ou les dispositifs à base d'InP, couvrant la gamme de longueurs d'onde de 1200nm à 1700nm, typiquement.
La sortie optique à large bande des dispositifs SLED peut avoir un spectre de forme gaussienne ou une forme plus rectangulaire, parfois avec un double pic caractéristique. Le spectre optique des SLEDs a une largeur de bande typique de 3dB de 3-10 nm dans la gamme des longueurs d'onde visibles, mais peut atteindre des valeurs allant jusqu'à 200 nm émis par une seule puce pour les SLEDs dans la gamme des longueurs d'onde proches de l'infrarouge. Les valeurs de puissance de sortie typiques pour les dispositifs SLED monomodes vont de quelques mW à quelques centaines de mW dans l'espace libre. Même si elles ne sont pas courantes, des diodes électroluminescentes haute puissance et multimodes ont également été réalisées.
En termes de fabrication, les processus de fabrication des dispositifs SLED sont comparables à la fabrication de puces LD standard et présentent une économie d'échelle similaire. La réalisation d'un amplificateur optique à semi-conducteur (SOA) à large bande est également liée à une SLED, car cette dernière peut être considérée comme une source de lumière à large bande avec un amplificateur intégré qui génère une lumière d'émission spontanée amplifiée (ASE) sur la facette de sortie.
Pourquoi les diodes électroluminescentes sont-elles des sources de lumière convaincantes ?
Grâce au guide d'ondes optique monomode latéral, la lumière émise par une SLED est spatialement très cohérente, ce qui permet un couplage efficace entre la puce et les fibres optiques monomodes ou les guides d'ondes photoniques, à l'instar des dispositifs LD. De même, une collimation efficace du faisceau avec des optiques de collimation standard peut être réalisée avec des niveaux de puissance et d'intensité élevés, ce qui permet d'obtenir une lumière à large bande avec des valeurs de densité spectrale de puissance (DSP) élevées qui dépassent de plusieurs ordres de grandeur les performances des sources lumineuses à base de DEL.
Les dispositifs SLED offrent une grande cohérence spatiale en combinaison avec une faible cohérence temporelle, cette dernière étant une conséquence de la large émission spectrale de ces dispositifs. Les longueurs de cohérence typiques qui peuvent être obtenues avec un seul dispositif SLED sont de l'ordre de 5 à 30 microns, la valeur exacte dépendant de la largeur de bande optique, de la longueur d'onde centrale et de la forme spectrale exacte.
En outre, la lumière émise par les SLEDs est, comme pour les LDs, hautement polarisée avec des valeurs typiques de rapport d'extinction de polarisation (PER) de 7-20 dB (5:1 à 100:1), ce qui peut être avantageux par rapport à la lumière non polarisée émise par les dispositifs LED.
La combinaison d'une courte longueur de cohérence et d'une puissance de sortie élevée fait des SLED des sources lumineuses intéressantes pour un large éventail d'applications, notamment les techniques interférométriques dans le domaine de l'imagerie biomédicale, les gyroscopes à fibre optique, la détection par fibre, la métrologie, etc. mais aussi d'autres applications telles que la vision artificielle ou de nouvelles architectures d'affichage pour les systèmes AR/VR ou les affichages tête haute (HUD) où le bruit de chatoiement ou d'autres artefacts de cohérence non désirés peuvent être efficacement éliminés.
Les SLED EXALOS, les meilleurs de leur catégorie, reposent sur une technologie de semi-conducteurs et des concepts de conception avancés.
Les dispositifs SLED EXALOS offrent les meilleures performances optiques de leur catégorie, couvrant une très large gamme de longueurs d'onde de 400 nm à 1700 nm et offrant de grandes valeurs de bande passante optique en combinaison avec des valeurs élevées de puissance de sortie couplée à la fibre jusqu'à 50 mW ou même plus. Le portefeuille EXALOS dans le domaine des diodes électroluminescentes est le plus large du marché grâce à ses capacités de conception et de fabrication de semi-conducteurs avancés sur trois systèmes de matériaux différents, notamment le GaN, le GaAs et l'InP.
Les dispositifs SLED d'EXALOS offrent également une qualité supérieure et une fiabilité à long terme avec des valeurs de temps moyen jusqu'à la défaillance (MTTF) de plusieurs dizaines de milliers, centaines de milliers ou même millions d'heures de fonctionnement, en fonction des paramètres de performance exacts de la SLED.
Les dispositifs EXALOS SLED ont été qualifiés pour un large éventail de segments industriels, de l'imagerie biomédicale telle que la biométrie ou la tomographie par cohérence optique (OCT) aux gryoscopes à fibre optique (FOG) pour l'aérospatiale, l'automobile, l'espace ou les applications de défense.
Produits apparentés
| Produit | Description | |
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Modules RVB ultra-compacts utilisant des diodes laser visibles à faible seuil EXALOS et/ou des LED superluminescentes. |
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Diodes laser à faible seuil (400-680 nm) pour les écrans AR et les systèmes optiques de nouvelle génération qui nécessitent une faible consommation d'énergie. |
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SLEDs dans le proche infrarouge et le visible avec des longueurs d'onde de 400 à 1700 nm, disponibles dans différentes options de puissance, de largeur de bande et d'emballage. |
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