Чому не можуть високопотужні волоконні лазерні діоди використовувати волокно з одномодом?

З безперервними проривами у великій потужності безперервноволоконно -лазерТехнологія, волоконна лазерна технологія широко застосовується для промислової переробки, медикаментозного лікування, аерокосмічних та інших галузей.

У пошуках більш високої потужності потужні волоконні лазерні діоди несумісні з одномодовими оптичними волокнами. Оскільки діаметр ядра одномодових оптичних волокон невеликий, а чисельна діафрагма обмежена, важко ефективно парувати та передавати високоенергетичні оптичні сигнали, що генеруються високопотужними волоконними діодами, що призводить до втрати та спотворення оптичних сигналів під час передачі, що серйозно обмежує загальну продуктивність та застосування впливу систем лазер.

Характеристики високопотужних волокон лазерних діодів:
Принцип роботи:Лазер генерується на основі принципу стимульованого випромінювання напівпровідникових діодів, а світло передається та ампліфікується через оптичні структури волокон. Під дією джерела насоса частинки в робочому матеріалі збуджуються до високого рівня енергії, утворюючи розподіл інверсії частинок, тим самим реалізуючи посилення світла та виводить лазери конкретних довжин та потужностей через вибір режиму резонансної порожнини.
Характеристики потужності:Зазвичай мають відносно високу вихідну потужність, яка може задовольнити потреби деяких сценаріїв, які потребують високої енергії, наприклад, обробка матеріалів, медичні та інші сфери. Наприклад, волоконні лазери кіловат-класу вже є відносно поширеними і можуть використовуватися для різання, зварювання та інших процесів у масштабному промисловому виробництві.
Якість променя:Як правило, він має хорошу якість променя. Його вихідний промінь-це здебільшого фундаментальний поперечний режим або режим низького порядку, з високою яскравістю та низьким кутом розбіжності. Це дозволяє йому отримати менший розмір плями та більшу щільність потужності після фокусування, що вигідно для підвищення точності та ефективності обробки. Однак все ще існують відмінності порівняно з вимогами одномодового волокна для якості променя. Одномодне волокно вимагає більш високої якості променя та меншого розміру плями, а лазер, що генерується лазерним діодом з високою потужністю, може мати певні труднощі при з'єднанні в одномодне волокно, що вимагає спеціальної оптичної системи та оптимізації.

Характеристики волокон з одномодами:
Структура та принцип:Він складається з ядра, облицювання та покриття. Світло поширюється в акційній основі в суті загалом відбиття, і може передавати лише один спосіб світла. Його максимальний діаметр ядра, як правило, становить 9 мкм або 10 мкм, а діаметр облицювання - близько 125 мкм. Оскільки діаметр серцевини невеликий і близький до довжини хвилі світла, світло може поширюватися лише по осьовому напрямку серцевини при поширенні в ній, уникаючи дисперсії режиму, тим самим забезпечуючи більш високу якість передачі.
Переваги:
Низька втрата:Втрата передачі одномодового оптичного волокна порівняно невелика, як правило, між 0. 2db/км і 0. 4db/км, що дозволяє передавати сигнал на більшій відстані в оптичному волокні без занадто великого посилення реле, і може підтримувати відстань передачі до 80 кілометрів або навіть більше.
Невелика дисперсія:Оскільки може передаватися лише один режим світла, між режимом між режимом немає, а загальна дисперсія невелика. На довжині хвилі 1,31 мкм дисперсія матеріалу та хвилевода дисперсійного одномодового оптичного волокна є позитивними та негативними, а розміри точно рівні, що робить область довжини хвилі 1,31 мкм ідеальним робочим вікном для оптичного спілкування з волокон, що може досягти передачі даних високошвидкісної швидкості.
Висока надійність:Він має хорошу довговічність, а корозійна стійкість не впливає на хімічні чи інші фактори навколишнього середовища, може тривалий час підтримувати певну якість передачі та підходить для комунікації даних на великі відстані.
Сильна здатність до інтерференцій: Оскільки одномодова конструкція оптичного волокна відповідає оптичному режиму одномоторної передачі, вона може ефективно зменшити розсіювання світла, тому на нього не легко впливають електромагнітні перешкоди зовнішнього світу і підходять для комунікації даних на великі відстані.

В основному є такі причини, чому лазерні діоди з волоконно-силою не можуть використовувати одномододні оптичні волокна:
Невідповідність режиму:
Світловий вихід за допомогою потужних волокон лазерних діодів може містити кілька режимів, тоді як одномододні оптичні волокна можуть передавати лише один режим світла. Коли багатомодні оптичні сигнали вводять в одномодові оптичні волокна, виникають такі проблеми, як перетворення режиму та низька ефективність зв'язку, що призведе до збільшення втрати оптичних сигналів під час передачі, що впливає на продуктивність передачі. Наприклад, багатомодові лазерні діоди можуть добре поєднуватися з багатомодними оптичними волокнами, оскільки обидва підтримують кілька режимів передачі світла, але високопотужні волоконні лазерні діоди та одномодові оптичні волокна важко досягти ефективного з'єднання.
Різниця розміру плями:
Розмір поверхні, що випромінюють світловодно-потужні волоконні лазерні діоди, зазвичай великий, тоді як розмір ядра одномодових оптичних волокон невеликі, як правило, кілька мкм. Це ускладнює ефективне спрямування світла в серцевину оптичних волокон, що призводить до великих втрат з’єднання. У деяких практичних застосуванні, через різницю в розмірі плями, для регулювання розміру плями може знадобитися складні оптичні системні системи для розміщення оптичних волокон одномодового режиму, але це збільшить вартість та складність системи.
Аберрація та якість променя:
Незважаючи на те, що лазерні діоди з високою потужністю мають певну якість променя, все ще існує розрив з високоточній якістю низької аберрації променя, необхідного для одномодового оптичного волокна. Аберації можуть спричинити такі проблеми, як спотворення фаз, коли світло передається в оптичні волокна, що ще більше впливає на ефект передачі. У високоточних системах комунікації аберації можуть спричинити спотворення сигналу та знижувати якість зв'язку.

Рішення та пропозиції щодо застосування
Використовуйте мультимодове оптичне волокно:Для лазерних діодів з волоконно-потужних волокон може бути обрано відповідне багатомодове оптичне волокно для передачі світла для підвищення ефективності сполучення та продуктивності передачі.
Вибір сценарію застосування:Відповідно до конкретних вимог до застосування, зважте необхідність використання потужних волоконно-лазерних діодів та одномодових оптичних волокон. У деяких сценаріях застосування, коли вимоги до потужності не особливо високі, але відстань передачі та вимоги до пропускної здатності високі, інші типи джерел світла можуть розглядатися в поєднанні з одномодовими оптичними волокнами.

Лазерні діоди з високою потужністю не можуть використовувати одномододні оптичні волокна, головним чином через такі проблеми, як невідповідність режиму, відмінності розмірів плям та непослідовна якість променя. У практичних додатках, щоб досягти найкращого ефекту передачі та ефекту застосування, тип волокна та комбінація джерел світла повинні бути обґрунтовано вибрані відповідно до конкретних потреб.

Контактна інформація:

Якщо у вас є якісь ідеї, не соромтеся поговорити з нами. Незалежно від того, де є наші клієнти та які наші вимоги, ми будемо слідувати нашій меті, щоб забезпечити нашим клієнтам високу якість, низькі ціни та найкращу послугу.