作者：维尔克斯 时间：2026-1-5 3:25:15
德国 Schäfter+Kirchhoff（SK）推出了多款 LNC 低噪声激光二极管模块，不同型号可输出多种光束形态：其中LNC-13MC、LNC-13MMC以及LNC-13MM可形成圆形激光光斑；LNC-13M与LNC-13MM 输出为椭圆形光斑；LNC-13LN和LNC-13LNM则可产生扇形角约为 0°–16.8°、沿激光线方向强度分布近似均匀的线形激光。此外，55CM/55CR型激光二极管准直器可输出具有高斯分布特性的准直光束，同时保留激光二极管本身的强度分布特征，在该情况下表现为椭圆形光束。这些低噪声激光二极管模块根据应用需求提供多样化的强度分布和光束轮廓。其中，LNC-13M系列输出旋转对称、近似高斯分布的圆形光斑；对应的LNC-13MMC系列在此基础上实现了扩展焦深，同样保持旋转对称的高斯型光束特性。LNC-13MM则可产生具有扩展焦深的圆形光斑，更准确地说，其强度分布为被圆形孔径限制的椭圆形分布，整体光束轮廓仍接近高斯分布。
对比传统单模激光与低噪声激光模块在噪声、模式稳定性、散斑抑制等方面的差异。为了减小激光噪声，法国Aerodiode与德国S+K从不同方面入手研发产品，法国Aerodiode产品为超低噪声激光二极管驱动器，其噪声水平可与业内最低噪声电池驱动单元媲美，而德国S+K则是推出LNC系列低噪声激光二极管模块<Po的0.1%~0.15%（RMS，带宽<1 MHz）。
传统的单模激光二极管是半导体激光器，通常在一个有利的纵模上工作。然而，半导体激光器材料表现出温度依赖性，这会改变增益分布和折射率，从而使二极管在不同的纵向模式之间跳跃。这种模式跳变导致输出波长快速跳变几皮米。对于不稳定的单模二极管，输出功率可能会不稳定地变化3%。这与许多应用程序无关，但与某些应用程序有关。
德国Schäfter+Kirchhoff低噪声激光模块（典型值<Po的0.15%（RMS，带宽<1 MHz））
LNC-13MC系列激光二极管是Micro型发生器，设计用于产生小光斑。它们具有小焦深（在这种情况下，焦深是瑞利范围）。像LNC-13MMC系列对应是宏观焦(Macro)发生器具有相同的基本光学特征，但设计用于产生具有扩展焦深的激光光斑。LNC-13MM系列的激光也是具有扩展焦深的激光宏观焦发生器。激光具有低噪声（典型值<0.15%的Po*(RMS,带宽<1MHz)）且无跳模操作。由于相干长度减小，散斑对比度降低。然而，对于小光斑，这种效应较小。(*Po是最大指定输出功率。)
对于LNC-13MC/LNC-13MMC系列和LNC-13MM激光器，可通过调整焦距设置来调整工作距离。请注意，光斑直径与工作距离成正比增加。为了实现精细聚焦并达到最小光斑尺寸，建议对激光器与目标之间的距离进行微调。
LNC系列低噪声激光二极管模块消除了功率噪声和模式跳变，因为内部RF调制激发了许多纵向发射模式。这同时显著降低了信号噪声。<Po的0.15%（RMS，带宽<1MHz）。Po是最大指定输出功率。一些二极管甚至有典型的噪声。<Po的0.1%（RMS，带宽<1MHz）。这种以可控和稳定的方式诱导的光谱展宽具有显著降低激光束相干长度的额外优势。在某些情况下，这还可以降低激光散斑对比度并防止干涉图案。
德国Schäfter+Kirchhoff的低噪声激光二极管模块（LNC系列）具有降低的功率噪声和缩短的相干长度。低噪声（典型值<Po*的0.15%（RMS，带宽<1 MHz））和无跳模使这些激光二极管模块成为粒子测量或先进医疗和生物技术应用的理想选择。（*Po是最大指定输出功率。）
法国Aero Diode带TEC控制和USB的超低噪声激光二极管驱动器
低噪声
比较了传统单模激光器和LNC激光器的噪声分布（带宽1MHz，周期60分钟）。标准激光二极管的峰值噪声值超过1%，而低噪声激光二极管模块的RF调制将噪声降低到典型值。<Po（RMS）的0.15%，Po是最大指定输出功率。
LNC激光器，RF调制导致恒定的平均激光功率。功率噪声（典型值<Po的0.15%（RMS，带宽<1
MHz））
标准激光器，激光二极管模块的电源噪声，模式跳变会增加功率噪声
Aero diode低噪声驱动器相对强度噪声RIN
无模式跳变
如果没有射频调制，激光器会在几种发射模式之间随机跳跃。使用RF调制，在谐振器的增益分布内激发多种模式，产生约1.5 nm FWHM（半峰全宽）的宽光谱。
LNC激光器，使用RF调制，光谱变宽（约1.5 nm FWHM），相干长度缩短（约0.3 mm）
标准激光器，模式跳跃：模式之间的时间跳跃。单个模式的短期连贯性>1 m、 但有效相干长度较小。
散斑抑制
激光散斑是相干激光辐射在粗糙表面反射时随机横向位移引起的干涉，会干扰成像激光线的边缘锐度和均匀性。激光散斑的粒度取决于用于对激光线成像的物镜的孔径设置。散斑是由多重干涉引起的，例如激光辐射在光学粗糙表面上的漫反射（>λ/4）。散斑对比度和大小通常取决于线宽/光斑大小、光学孔径大小、测量几何形状等。这意味着不可能做出统一的定义：对于使用全相干（标准）激光源时的较粗激光线和较大激光点，激光散斑对比度为1，激光点内存在零强度区域。对于LNC激光源，多个激光模式的发射会导致相干长度减小（约<300μm），散斑对比度和尺寸也较小。对于较细的激光线和较小的激光点，这种优势不太重要，散斑行为可能几乎没有差异。
通过以下方式显著减少激光散斑效应：
-选择大光圈镜头/小光圈数作为物镜，这提升了深度辨别与散斑抑制，但代价是对焦深度的降低，
-改变物体与传感器之间的距离，这在进行扫描测量时最为方便，比如列车行驶中对铁路轨道的剖面测量，
-使用相干长度较短的激光束源，如超发光二极管或LNC系列激光器。
激光散斑和激光切片。使用激光切片进行3D轮廓分析：使用生成的激光线，以60°的入射角对物体进行额外的圆顶照明。激光散斑的产生是不可避免的，因为激光切片的原理依赖于成像表面的粗糙纹理和漫反射光学。
用大光圈成像的物体，f/#2.8。成像透镜充当空间频率滤波器，将测量限制在较浅的解剖平面上，并最大限度地减少散斑效应。
用小孔径f/#22成像的物体，会增加斑点和粒度，给线条轮廓带来不确定性。
可以观察到相干长度减少的另一个影响是干扰效应减少。当使用标准激光二极管时，由于CCD区域扫描相机中探测器的保护玻璃窗口内的内部反射，准直激光束的图像显示出干涉图案。由于低噪声激光二极管模块的相干长度小于玻璃的厚度，因此消除了干涉。
LNC激光器无干涉。相机传感器上激光点的强度分布。尽管有摄像头传感器保护窗口，但没有干扰图案。
标准激光器干涉图案，激光点直接使用相机传感器记录，其保护窗口产生强烈的干扰。
LNC激光器，减少斑点。由于大激光点中相干长度减小，散斑对比度低。请注意，斑点对比度和大小通常取决于斑点大小和光学元件孔径等因素。
标准激光器散斑。标准激光二极管模块产生带有斑点的大激光点。请注意，斑点对比度和大小通常取决于斑点大小和光学元件孔径等因素。
