Superlumineszenzdioden – Optische Eigenschaften
Wie bereits ausgeführt, bieten Superlumineszenzdioden Licht in einer hohen Bandbreite und mit hoher räumlicher Kohärenz. Diese für den vorliegenden Verwendungszweck willkommenen Eigenschaften werden jedoch begleitet von weiteren Aspekten, die besondere Aufmerksamkeit erfordern.
So sind die Mittenwellenlänge – und mit ihr das ganze Spektrum des SLD-Lichts – sowie die Ausgangsleitung stark temperaturabhängig. Höhere Temperaturen bedeuten geringere Leistung und höhere Mittenwellenlängen.
In Grenzen kann die temperaturveränderliche Ausgangsleistung durch entsprechend gegenläufige Regelung des SLD-Stroms kompensiert werden. Viele SLDs bieten dazu eine integrierte Fotodiode zur Leistungsüberwachung an. Dieses Vorgehen ist aber nur in dem durch die maximale Stromdichte in der SLD gesetzten Rahmen möglich. Daher werden SLDs gewöhnlich temperaturgeregelt betrieben.
Ferner ist das Licht von Superlumineszenzdioden stark polarisiert.
Der Polarisationsgrad (also der Anteil von polarisierter Lichtflussdichte an der gesamten Lichtflussdichte) beträgt bis zu 98 %. Im Zusammenhang mit FBG ist jedoch unpolarisiertes Licht gewünscht, da das Verhalten der Bragg-Gitter von der Polarisationsrichtung abhängt und sich diese durch äußere Effekte (Biegung, Verdrehung von Fasern) auf unvorhersehbare Weise im Gesamtsystem ändern kann.
Ursachen für das polarisationsabhängige Verhalten von Bragg-Gittern sind beispielsweise Doppelbrechung und Abweichungen von der Zylindersymmetrie des Gitters. Des Weiteren ist eine etwaige Polarisationsabhängigkeit der Demodulations-Optik zu beachten. Diese Einflüsse würden zu systematischen Messfehlern führen. In der vorliegenden Anwendung wird daher das Licht mittels eines Lyot-Depolarisators depolarisiert.
Da die Endflächen der SLDs in der Praxis nicht ideal entspiegelt werden können, reflektieren sie einen kleinen Teil des auftreffenden Lichts zurück in das aktive Medium. Es bildet sich auf diese Weise ein parasitärer Resonator aus. Im Ausgangsspektrum der SLD kommt dies in einer überlagerten Welligkeit des spektralen Verlaufs zum Ausdruck.
Aus einen ähnlichen Grunde muss beachtet werden, dass das Licht der SLD von äußeren Komponenten, beispielsweise einem optischen Stecker, nicht in nennenswertem Umfang zurück in die SLD reflektiert wird.
Reflektiertes Licht würde im aktiven Medium in der SLD wiederum verstärkt werden. Die möglichen Konsequenzen daraus reichen von geändertem spektralem Verhalten de SLD bis zur Zerstörung der SLD. Im Falle von mit Glasfasern verspleißten SLDs bietet sich daher die Verwendung von APC-Steckern (angeled physical contact) am offenen Ende der Faser an.
Diese optischen Stecker weisen an ihrer Stirnfläche einen Winkelschliff auf, durch den Rückflussdämpfungen bis etwa 65dB erreicht werden können. Diese Dämpfung ist zur Verhinderung des beschriebenen Effekts ausreichend.
Siehe auch:
Alexander Tindl
