Dans les domaines de la communication optique, de la détection et de la mesure de précision, une source lumineuse à large bande appelée SLD (Superluminescent Diode, diode électroluminescente ultra - rayonnante) est en train de devenir un dispositif central pour faire progresser la technologie grâce à ses propriétés spectrales uniques. Il combine la haute luminosité du laser avec les avantages spectraux larges de la LED, comme une « super ampoule», pour éclairer les perspectives d'application des systèmes photoélectroniques modernes.
Le principe lumineux du SLD découle de sa conception structurelle particulière. Contrairement aux lasers ordinaires, la Cavité résonnante optique du SLD est soigneusement supprimée, évitant les conditions de rétroaction nécessaires aux oscillations du laser, tout en réalisant une recombinaison radiative des paires de trous d'électrons par injection à haute densité de courant. Cette conception permet aux photons de subir une amplification à sens unique lors de leur propagation, à la fois pour obtenir une densité de puissance optique bien supérieure à celle des LED et pour maintenir une large gamme spectrale de dizaines, voire de centaines de nanomètres. La longueur d'onde centrale d'un SLD typique couvre la bande visible jusqu'au proche infrarouge (par exemple 850 nm, 1310 nm, 1550 nm, etc.), la faible douceur spectrale et la courte longueur de cohérence (typiquement de l'ordre de quelques dizaines de microns), propriétés qui le rendent performant dans la lutte contre le bruit interférentiel laser, améliorant la précision des mesures.
Au niveau des applications techniques, la valeur de SLD se reflète principalement dans trois domaines principaux. L'un d'eux, le système de détection à fibre optique, SLD est le « cœur» d'un gyroscope à fibre optique (Fog). Sa faible cohérence peut efficacement supprimer l'effet Kerr, Rayleigh rétrodiffusion et d'autres sources de bruit, améliorer considérablement la précision et la stabilité du gyroscope, largement utilisé dans l'aérospatiale, la navigation par drone et d'autres situations de perception d'attitude de haute précision. Deuxièmement, en tomographie par cohérence optique (OCT), les propriétés spectrales larges des SLD déterminent directement la résolution axiale de l'imagerie. Actuellement, les Oct ophtalmiques, les Oct dermatologiques et d'autres dispositifs médicaux utilisent généralement la source de lumière SLD, capable d'atteindre l'imagerie 3D des tissus vivants avec une résolution de l'ordre du micron, fournissant un outil clé pour le diagnostic précoce de la maladie. Troisièmement, dans le domaine des communications optiques et des tests, le SLD peut être utilisé comme source lumineuse pour les interféromètres à lumière blanche, pour la mesure précise de paramètres tels que le spectre de perte des dispositifs optiques, la dispersion modale de polarisation et d'autres paramètres, et sa large couverture spectrale améliore considérablement l'efficacité et la précision des tests.
Avec le développement de la technologie photonique au silicium et de l'optique intégrée, les SLD évoluent vers la « miniaturisation, la haute puissance et l'accordabilité». Grâce à l'optimisation de la structure à puits quantiques et à l'amélioration du processus d'épitaxie, la puissance de sortie du nouveau SLD a dépassé l'ordre de la centaine de milliwatts, tandis que la largeur spectrale peut être régulée dynamiquement par la température ou le courant. Dans des domaines émergents tels que les dispositifs médicaux portables, les lidar autonomes, la détection quantique et bien d'autres, les SLD deviennent un maillon essentiel pour briser les goulots d'étranglement technologiques grâce à leurs propriétés spectrales irremplaçables.
De la navigation inertielle pour l'exploration de l'espace profond à l'imagerie non invasive de la microstructure humaine, la source de lumière à large bande SLD utilise la « lumière» comme un stylo pour dessiner des possibilités infinies sur la toile de la technologie et de l'industrie. À l'avenir, avec la fusion profonde de la science des matériaux et de la technologie d'intégration photonique, cette « super ampoule» illuminera certainement des applications plus innovantes, repoussant continuellement les limites de l'exploration humaine du monde de la lumière.