超发光二极管

超发光二极管是什么？

超发光二极管（SLD）是一种新型的光电宽带光源，基于超发光原理工作，其中材料的整个光学发射光谱在波导中传播时被放大。SLD结合了激光二极管（LD）和发光二极管（LED）的特性，即它像激光二极管一样产生高辐射亮度和输出功率，同时具有类似于LED的更宽发射光谱。它也被称为超发光发光二极管（SLED）。

SLD的结构与激光二极管非常相似。它包含p-n结和光学波导，但缺少提供光学反馈的光学腔结构。

波导中光学反馈的存在会导致共振模式的形成，从而导致输出的光谱变窄。因此，避免光学反馈可以确保光谱的变窄和激光作用在其中被抑制。通过采用各种方法，如倾斜波导的面、使用弯曲波导、嵌入吸收区以及在两端施加抗反射涂层，来抑制光学反馈。

与许多激光二极管一样，SLD是边缘发射二极管，具有p掺杂区和n掺杂区，并且在它们之间夹有一个活性区。当其正偏置时，电流从p区流向n区，导致系统中生成的电子和空穴自发复合。因此，在活性区产生光子，这些光子在沿波导传播时会经历放大自发发射，这一过程使自发发射的光子通过多次受激发射被放大，从而产生高强度的光学输出。由于这种放大必须在避免光学反馈的情况下进行，因此设备的设计使其具有非常高的单程光学增益。

为了确保宽带输出，SLD的p-n结设计为电子和空穴可以存在于不同的能级中。通过在SLD中使用不相同的多量子阱可以实现这一结果。

光学相干断层扫描（OCT）

在OCT中，输入光被分成参考光束和采样光束。参考光束从参考镜反射，而采样光束则从被观察样品的不同深度反射。这两束反射光在相机处产生干涉图案，并被捕获以进行进一步分析。通常，OCT使用低时间相干性和高空间相干性的输入光，这使得捕获的图像对深度敏感。SLD的高光学功率和宽带特性结合高空间相干性，使其成为在OCT中获得高分辨率图像的理想光源。这是一种非侵入性的生物成像技术，广泛应用于眼科、心脏病学、皮肤科等领域。

SLD高度空间定向的输出使其适合各种光纤耦合操作，因为耦合效率更高。它也适用于需要高功率宽带光源和高空间相干性的情况，例如白光干涉仪、光纤陀螺仪、光学传感、光学测试、无散斑照明和光纤通信。