2025-08-13
什么是SLD？SLD和LD或LED有什么区别？以及SLD的应用
SLD，Super-Luminescent Diodes，即超辐射发光二极管光源。如图1所示，其器件结构与激光二极管LD类似，包含一个电流驱动的p-n结和一个光波导。在正向电流注入下，有源层内反转分布的电子从导带跃迁到价带或杂质能级时，与空穴复合而释放出光子。此时，较弱的自发辐射光，进入到光波导，获得增益，进行光放大，最后输出。
因此可以将SLD看作是一种不需要入射信号的半导体光放大器。
图 1 SLD器件
图 2
在普通半导体激光二极管中，由于腔体两端面的反射作用会形成法布里－珀罗谐振，当注入电流高于阈值电流时，端面输出增大，会形成激光。但在 SLD 中，通过处理，器件后端面处的反射强度不足以形成光的反馈谐振，因此SLD输出的是非相干光。
所以，SLD是一种宽光谱、弱时间相干性、大功率、高效率的半导体光发射器件。其光学性质介于 LD 和 LED 之间，具有比 LD 更宽的发光光谱和更短的相干长度，比 LED 有更高的输出功率，更高的调制带宽。
图 3
图 4
SLD的光学带宽通常是几十纳米。对应的相干长度为几十微米。输出的波长通常为800 nm，1300 nm和1550 nm。输出功率在几毫瓦到几十毫瓦之间。由于辐射的光在空间上接近于是衍射极限的，即空间相干性和光束质量都很高，很容易耦合进光纤中。图5是一个典型的1310nmSLD的参数。
图 5 1310nmSLD
图 6 1310nmSLD相干长度
SLD的这些特性使得在需要平滑的宽光谱（低的时间相干性）和高的空间相干性、相对较高强度光源的领域中必不可少。例如：
在光学相干断层扫描（OCT）中，用于眼角膜和视网膜诊断、心血管造影以及其他生物医学或者生物研究中，需要高空间分辨率、宽带宽的影像，以及在高的信噪比情况下需要比较高的光功率时，需要用SLD。
图 7 在OCT中使用SLD
图 8 视网膜厚度
图 9 眼底成像
在测量光纤和其他光学元件的色散时也要用到SLD，（例如，白光干涉仪）。 通常在这类应用中，一般使用1300 nm或者1500 nm的SLD。
图 10
在温度/应变光纤传感应用中，SLD的高输出功率可以在长距离的光纤上同时采集更多的传感器。
图 11
此外，在光纤陀螺仪中，SLD可以避免在低旋转速率情况下发生相位锁定的现象。
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