Почему нельзя использовать мощные волокнистые лазерные диоды использовать одномодовое волокно?

С непрерывными прорывами в мощных непрерывныхволокно лазерТехнология, волоконно -лазерная технология широко используется в промышленной обработке, лечении, аэрокосмической и других областях.

В стремлении к более высокой выходной мощности высокопроизвольные волоконно-лазерные диоды несовместимы с одномодными оптическими волокнами. Поскольку диаметр ядра одномодных оптических волокон невелик, а численная апертура ограничена, трудно эффективно соединить и передавать высокоэнергетические оптические сигналы, полученные с помощью высокопроизводительных лазерных диодов, что приводит к потере и искажениям оптических сигналов во время трансмиссии, которые будут серьезно перестроить общую производительность и эффект применения плавных систем.

Характеристики высокопроизводительных лазерных диодов:
Рабочий принцип:Лазер генерируется на основе принципа стимулированного излучения полупроводниковых диодов, а свет передается и усиливается через оптические структуры волокна. Под действием источника насоса частицы в рабочем материале возбуждаются до высокого уровня энергии, образуя распределение инверсии числа частиц, тем самым реализуя усиление света, и выводя лазеры определенных длин волн и способностей посредством выбора режима резонансной полости.
Характеристики мощности:Обычно обладает относительно высокой выходной мощностью, которая может удовлетворить потребности некоторых сценариев, которые требуют высокой энергии, таких как обработка материалов, медицинские и другие области. Например, волокнистые лазеры класса Киловатта уже относительно распространены и могут использоваться для резки, сварки и других процессов в крупномасштабном промышленном производстве.
Качество луча:Как правило, это хорошее качество луча. Его выходной пучком является в основном фундаментальный поперечный режим или режим низкого порядка, с высокой яркости и низким углами дивергенции. Это позволяет ему получить меньший размер пятна и более высокую плотность мощности после фокусировки, что полезно для повышения точности и эффективности обработки. Однако все еще существуют различия по сравнению с требованиями одномодового волокна для качества луча. Одномодовое волокно требует более высокого качества луча и меньшего размера пятна, а лазер, генерируемый высокомощным лазерным диодом волокна, может иметь определенные трудности при сочетании с одномодовым волокном, что требует специальной конструкции и оптимизации оптической системы.

Одномодовые характеристики волокна:
Структура и принцип:Он состоит из ядра, облицовки и покрытия. Свет распространяется в осевом направлении в ядре полным отражением и может передавать только один режим света. Его максимальный диаметр сердечника, как правило, составляет 9 мкм или 10 мкм, а диаметр покрытия составляет около 125 мкм. Поскольку диаметр ядра невелик и близок к длине волны света, свет может распространяться вдоль осевого направления ядра при распространении в нем, избегая дисперсии режима, что обеспечивает более высокое качество передачи.
Преимущества:
Низкая потеря:Потеря при передаче одномодового оптического волокна относительно невелика, обычно между 0. 2db/км и 0. 4db/км, что позволяет передавать сигнал на более длительное расстояние в оптических волокне без слишком большой усиления реле и может поддержать расстояния передачи до 80 Kilometerers или даже надолго.
Небольшая дисперсия:Поскольку может быть передана только один режим света, не существует межмодовой дисперсии, а полная дисперсия невелика. На длине волны 1,31 мкм материал дисперсия и дисперсия волноводов одномодового оптического волокна являются положительными и отрицательными, а размеры точно равны, что делает область длины волны 1,31 мкм идеальным рабочим окном для оптической связи, которая может достичь высокоскоростной передачи данных.
Высокая надежность:Он обладает хорошей долговечностью и коррозионной стойкостью, не зависит от химических или других факторов окружающей среды, может долго поддерживать определенное качество передачи и подходит для связи с данными на большие расстояния.
Сильная противоположная способность: поскольку одномодовая оптическая конструкция волокна соответствует оптическому режиму отдельной передачи, она может эффективно уменьшить рассеяние света, поэтому на него нелегко затронуть электромагнитные помехи от внешнего мира и подходит для связи с большим расстоянием.

В основном есть следующие причины, по которым мощные волоконно-лазерные диоды не могут использовать одномодовые оптические волокна:
Несоответствие режима:
Выход света с помощью мощных волоконных диодов может содержать несколько режимов, в то время как одномодовые оптические волокны могут передавать только один режим света. Когда многомодовые оптические сигналы вводят одномодовые оптические волокна, возникнут такие проблемы, как преобразование режима и низкая эффективность связи, что приведет к увеличению потери оптических сигналов во время передачи, что влияет на производительность передачи. Например, многомодовые лазерные диоды могут быть хорошо сочетаются с многомодовыми оптическими волокнами, поскольку оба поддерживают несколько режимов передачи света, но высокопроизводительные лазерные диоды и одномодовые оптические волокна трудно достичь эффективной связи.
Разница в пятнах:
Размер светоизлучающей поверхности высокопроизводительных лазерных диодов обычно велик, в то время как размер ядра одномодовых оптических волокон невелик, как правило, несколько микрон. Это затрудняет эффективную подключение света в ядро ​​одномодовых оптических волокон, что приводит к большим потери муфты. В некоторых практических применениях, из-за разницы в размере пятна, сложные оптические системы могут потребоваться для регулировки размера пятна для размещения одномодовых оптических волокон, но это увеличит стоимость и сложность системы.
Аберрация и качество луча:
Хотя мощные волокнистые лазерные диоды имеют определенное качество луча, все еще существует зазор с высоким качеством балки с низким аберрациями, требуемым одномодными оптическими волокнами. Аберрации могут вызывать такие проблемы, как фазовое искажение, когда свет передается в оптических волокнах, что еще больше влияет на эффект передачи. В высокопроизводительных системах связи аберрации могут вызвать искажение сигнала и снизить качество связи.

Решения и предложения по приложениям
Используйте многомодовое оптическое волокно:Для высокопроизводительных лазерных диодов можно выбрать соответствующее многомодовое оптическое волокно для передачи света для повышения эффективности связи и производительности передачи.
Выбор сценария приложения:В соответствии с конкретными требованиями применения, взвесьте необходимость использования высокопроизводительных лазерных диодов и оптических волокон одномоде. В некоторых сценариях применения, где требования к мощности не являются особенно высокими, но требования к расстоянию передачи и пропускной способности высоки, другие типы источников света могут рассматриваться в сочетании с одномодными оптическими волокнами.

Мощные волокнистые лазерные диоды не могут использовать одномодовые оптические волокны, в основном из-за таких проблем, как несоответствие режима, различия в размерах точечных и противоречивого качества луча. В практических приложениях, чтобы достичь наилучшей производительности передачи и эффекта применения, тип волокна и комбинация источника света должны быть разумно выбраны в соответствии с конкретными потребностями.

Контактная информация:

Если у вас есть какие -либо идеи, не стесняйтесь поговорить с нами. Независимо от того, где находятся наши клиенты и каковы наши требования, мы будем следить за нашей целью предоставить нашим клиентам высокое качество, низкие цены и лучший сервис.