无线光通信领域新进展：Facebook研发出新型光线探测器

(图片来源于：Tobias Tiecke, Facebook Inc.)

引言

如今，有线通信网络，利用激光在光纤中高速传播信息，而无线通信网络，主要利用射频或者微波。然而，最近一项技术突破，会让基于光的无线通信，可以无处不在。Facebook（脸书）连通性实验室的研究人员，展示了一个概念性的新方法，对于空中传播的光学通信信号进行探测。研究团队如此形容这项技术：它为将来的高速无线光通信铺平道路，为偏远地区提供基于光的网络服务。研究发表在“Optical Society”杂志上。

为偏远贫困地区的人们提供无线光通信

目前，世界上差不多有40亿人无法访问网络。所以，Facebook的连接性实验室，开发了这种新技术，旨在为他们提供廉价网络服务。“大部分人无法访问网络，因为他们居住的地方没有无线通信设施。这些地方大部分是贫困地区。”研发团队的带头人Tobias Tiecke，说道，“那些地区的人们，相互之间居住的距离很远，我们正在开发的优化通信技术，正是为他们而服务。”

无线光通信的主要挑战

基于光的无线通信，也称为“自由空间光通信”。它提供了一种途径，在那些光纤和基站很难廉价部署的地区，提供网络服务。它使用激光在空气中，携带十分高的带宽和容量的数据。然而，这一技术的最主要的挑战在于：在一段距离之外，光线探测器如何精准地探测携带数据的微小激光束。

研究人员的新突破

在新的研究中，Facebook的研究人员，阐述了一种方法：使用荧光物质，而不是传统的光学器件，采集光线，并且聚集到小型光电探测器上。这个光采集器，表面面积达126平方厘米，可从任意方向采集光线，同时采用现有的通信技术，使得数据传输率达到2Gbit/s（Gbps）。

"我们展示了，如何使用荧光光纤，吸收光中的一种颜色，然后发出另外一种颜色，"Tiecke说，“光纤吸收来自广泛区域，任意方向的光线，并且再发出光线，在光纤内部传输，聚集到小巧且快速的光电探测器上。”

(图片来源于：Tobias Tiecke, Facebook Inc.)

新型探测器及其原理

高速自由空间光网络，需要非常快速的探测器，接受携带信息的激光。但是，速度需要和尺寸进行平衡，尽管较大的探测器，可以更加容易的接受从空气中传来的激光束，但是尺寸的增加，使得它更慢。

(图片来源于：Tobias Tiecke, Facebook Inc.)

一种光学和机械系统的结合，可以用来追踪探测器的位置，并且使它面向激光。但是，这个办法增加了一点复杂度。新的光线采集器，使用含有有机染料分子的塑料光纤，吸收蓝光并且发出绿光。这种设置，取代了经典的光学和移运动平台，使得光线无需指向采集区域。

“这些荧光光纤，激发出和它们吸收的光线不同的颜色的光，使得增加进入系统的光线的亮度成为可能。”Tiecke，“这个方法，已经在太阳能光线采集的冷光集中器上使用，在那里，颜色转换的速度并不重要。同样的概念，可以被用于在非常高速的通信，规避指向和追踪的问题。”

因为蓝光吸收和绿光发出的时间间隔少于2纳秒，所以高速变得可能。研究人员进一步地加入正交频分多路复用（OFDM）的信号调制方法，在只有100MHz的系统带宽下，让传输速率达到2 Gbps。OFDM，是一种编码数字数据的方法，让多个数据流可以同时传播。尽管，它通常用于邮箱和无线通信，而没有在激光通信上使用。

(图片来源于：Tobias Tiecke, Facebook Inc.)

“我们使用商业上可用的材料，完成这样高的数据传输率，然而，这些材料通常不是用于通信应用。”Tieckes说，“我们想要让其他的研究小组，对开发这些为通信应用定制的材料感兴趣。”

如果开发新材料，可以工作在光谱的红外部分，这样对于人们是不可见的，并且比蓝/绿光系统更加快速，新方法可以使自由空间光学数据率理论上超过10 Gbps，Tiecke说。

研究人员在发表在optica上的论文中，演示了一个灯泡形状的光线采集器，由一束荧光光纤组成。虽然许多形状都可以，但是灯泡形状，可以提供很大的带宽和全方向的敏感性。它可以配合一些移动设备，他们的发射器会到处移动。研究人员也展示了，这种几何结构，可以用于126平方厘米的表面，吸收光线，并不需要对准。

(图片来源于：Tobias Tiecke, Facebook Inc.)

“我们的探测器，吸收同样数量的光线，获取同样的通信信号，而不需要对准，”Tieckes说。

未来展望

为了进一步的和合作伙伴一起开发新物质，研究团队正计划把这项技术带出实验室，开发可以在真实世界环境中进行测试的原型。

“我们正在调查商用产品的可行性，”Tieckes说，“这是一个全新的系统，未来有很大的发展空间。”

参考文献：T. Peyronel, K. J. Quirk, S. C. Wang, T. G. Tiecke. Luminescent detector for free-space optical communication . Optica, 2016; 3 (7): 787 DOI: 10.1364/optica.3.000787

消息来源：http://www.osa.org/en-us/about_osa/newsroom/news_releases/2016/new_detector_from_facebook_s_connectivity_lab_over/?utm_source=osaHome&utm_medium=slider&utm_content=sliderlink&utm_campaign=Facebook%20Detecto

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激光探测器件：详解工作原理和适用场景，封装测试与IC测试座特点

半导体激光探测器件是一种关键的光电子元器件，是一种小巧而强大的器件，主要被广泛应用于光通信、生物医学和工业检测等领域。在设计和应用激光探测器件时，封装类型的选择以及与之匹配的测试座Socket非常重要。

半导体激光探测器件

什么是半导体激光探测器件？

根据鸿怡电子IC测试座工程师介绍：半导体激光探测器件（Semiconductor Laser Detector，简称SLD）是一种能够实现激光发射和光电探测功能的器件。其主要由半导体材料构成，具备发射或接收光信号的能力。半导体激光探测器件通过激光光源发出高能光束，并经过特殊设计的光路引导，将光能转换为电信号，从而实现对光信号的探测和测量。

工作原理解析

半导体激光探测器件的工作原理涉及两个核心技术：半导体激光和光电探测。半导体激光即为激光发射，其基本原理是利用半导体材料在受到电流刺激时，通过受激辐射产生同频、同相的光子，形成激光光束。而光电探测则是指通过半导体材料对光信号反应，产生电压或电流输出。

半导体激光探测器件的结构主要包括激光二极管和光电二极管。激光二极管作为激光发射器，具有电-光转换功能，将电信号转换为激光光源；光电二极管则作为光电探测器，能够将光信号转换为电信号。

半导体激光探测器件

应用领域广泛

半导体激光探测器件凭借其小型化、高性能和可靠性的特点，在各个领域得到了广泛应用。

光通信领域是半导体激光探测器件的主要应用之一。光通信以其高速、大容量的优势成为现代信息传输的重要手段。而半导体激光探测器件能够实现对光信号的快速和精确检测，为光通信系统的稳定运行提供了可靠的支持。

医疗诊断领域也是半导体激光探测器件的重要应用场景之一。通过让激光光束穿过人体或相关样本，并采集其反射或透射的光信号，半导体激光探测器件能够实现对组织或细胞的高分辨率成像和检测，为医学诊断提供准确可靠的数据。

此外，半导体激光探测器件在环境监测、激光雷达、光学测量和科研实验等领域也有广泛应用。例如，通过使用半导体激光探测器件对大气污染物进行快速准确的检测，可以提升环境监测的效率和准确性；激光雷达则借助半导体激光探测器件实现对目标物体的高分辨、高精度检测。

半导体激光探测器件

半导体激光探测器件的封装类型及如何选配激光探测器件测试座Socket

一、半导体激光探测器件的封装类型

鸿怡电子激光探测器件测试座socket工程师介绍：半导体激光探测器件的封装类型多种多样，常见的包括无壳封装、引线式封装、碳化硅基封装等。不同的封装类型具有不同的特点和适用场景。

1. 无壳封装

无壳封装指的是将半导体激光探测器件直接焊接在电路板上，没有额外的外壳保护。这种封装方式具有体积小、重量轻、成本低的优势，适用于一些对尺寸要求较为严格且成本敏感的应用场景。

2. 引线式封装

引线式封装是将半导体激光探测器件封装在带有引线的塑料、陶瓷或金属外壳中。这种封装方式具有良好的机械强度和热稳定性，可以有效保护器件不受外界环境的干扰。引线式封装广泛应用于工业检测和通信设备等领域。

3. 碳化硅基封装

碳化硅基封装是一种新型的高温封装技术，采用碳化硅基板作为底座，能够在高温环境下工作。这种封装方式在高温工况下具有优异的性能和可靠性，适用于高温工业领域的应用。

激光探测器件测试座Socket

二、选配激光探测器件测试座Socket的要点和方法

选配激光探测器件测试座Socket是确保激光探测器件正常工作和测试的重要环节。以下是选配测试座Socket的一些要点和方法。

1. 了解探测器件的引脚结构和尺寸

在选配测试座Socket之前，首先需要了解探测器件的引脚结构和尺寸。不同型号的激光探测器件引脚数量和排列方式可能不同，因此需要选择与之匹配的测试座Socket。

2. 确定测试需求和环境条件

根据实际的测试需求和环境条件，选择适合的测试座Socket。例如，在高频测试环境下，需要选择具有良好高频特性的测试座Socket；在低温环境下，需要选择具有低温适应性的测试座Socket。

3. 考虑可靠性和稳定性

测试座Socket的可靠性和稳定性对于激光探测器件的测试非常重要。选择具有良好可靠性和稳定性的测试座Socket，可以提高测试的准确性和可靠性。

4. 与激光探测器件测试socket兼容性

确保选配的测试座Socket与仪器设备的兼容性。不同型号的测试座Socket可能适用于不同的仪器设备，因此需要确保二者之间的兼容性，以保证测试的顺利进行。

半导体激光探测器件的封装类型以及选配激光探测器件测试座Socket是保证激光探测器件正常工作和测试的关键环节。通过了解不同封装类型的特点和选择适合的测试座Socket的要点和方法，可以有效提升激光探测器件的性能和可靠性。

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