超辐射(SLD)作为光纤陀螺的核心光源,因其卓越的性能和稳定性,主要承担以下关键作用:
提供宽光谱与低相干性光信号
SLD光源的光谱宽度通常在几十纳米,宽谱特性可有效抑制光纤陀螺中的背向散射噪声和克尔效应噪声,从而提高陀螺的零偏稳定性。同时,其低相干性(介于激光二极管LD和发光二极管LED之间)进一步减少了寄生干涉的影响。
保障标度因数稳定性
光纤陀螺的标度因数与光源的平均波长直接相关。SLD光源的平均波长稳定性(如温度漂移),直接决定了陀螺的测量精度和长期可靠性。
适应严苛环境
光纤陀螺常用于航天、航海等极端环境,SLD光源需在宽温范围(如-45℃~+70℃ )下稳定工作,且需耐受振动、冲击等机械应力,确保陀螺的环境适应性。
为满足光纤陀螺的高精度需求,SLD光源需具备以下核心性能:
光功率稳定性
输出功率:通常要求尾纤输出功率≥1.5mW,以保障信噪比。
波动控制:光功率波动需低于0.3%(如通过“恒流+温控”方案)。
平均波长稳定性
波长漂移需通过温度反馈控制),典型指标为温度漂移≤3×10⁻⁶/K。
光谱特性优化
光谱宽度:需≥30nm,以抑制噪声。
光谱对称性:近似高斯型光谱可减少寄生干涉,提升陀螺精度。
温度适应性
需在-45℃~+70℃范围内稳定工作,依赖高精度温控电路(如TEC制冷器结合数字补偿算法。
偏振控制
对于采用单模光纤的陀螺,需降低光源的偏振度(如通过消偏器设计
);对于保偏光纤方案,则需匹配高偏振度光源以提高光利用率。
半导体所强大技术实力的厦门亨光芯睿科技有限公司出产的系列SLD光源,芯片完全自主研发,技术指标达到国际同类先进产品水平,性能国内领先,功率已经可以做到10mW以上,产品已经应用于与国家重要项目,是自主可控的有力保障产品。;
可根据用户需求提供多波段,包括850nm、980nm、1060nm、1310nm、1550nm等高性能SLD芯片与器件产品。支持TO和蝶形(双边、单边、无制冷)等多种封装形式,并可根据客户要求定制;
应用场景包括:惯性领域(光纤陀螺)、电网领域(光学电流互感器)、医学检测(光学相干层析成像OCT)、光学测量仪器等。
主要性能指标:
性能特点 | 达到水平 | 国外水平 | |
保偏尾纤输出功率 | > 2.5mW@100mA | > 1.2mW@120mA | |
波纹系数 | <0.05dB | <0.1dB | |
光谱宽度 | >40nm | >40nm | |
偏振度 | <0.5dB | ||
可 靠 性 | 工作温度范围 | -55℃~+90℃ | -55℃~+70℃ |
全温功率变化率 | <1% | <4% | |
全温平均波长变化率 | <0.45ppm/ ℃ | <2.7ppm/ ℃ | |