Hvorfor kan ikke laserdioder med høy kraftig fiber bruke en-modus fiber?

Med de kontinuerlige gjennombruddene i kontinuerlig gjennomgangFiberlaserTeknologi, fiberlaserteknologi har blitt mye brukt i industriell prosessering, medisinsk behandling, romfart og andre felt.

I jakten på høyere effekt, er høyeffektfiberlaserdioder uforenlige med enkeltmodus optiske fibre. Fordi kjernediameteren til optiske fibre med en modus er liten og den numeriske blenderåpningen er begrenset, er det vanskelig å koble effektivt og overføre optiske signaler med høy energi generert av høyeffekt fiberlaserdioder, noe som resulterer i tap og forvrengning av optiske signaler under overføring, noe som seriøst vil begrense den totale ytelsen og anvendelsen av fiber-lasersystem.

Kjennetegn på høykraftfiberlaserdioder:
Arbeidsprinsipp:Laser genereres basert på det stimulerte strålingsprinsippet for halvlederdioder, og lys overføres og amplifisert gjennom optiske fiberstrukturer. Under virkningen av pumpekilden er partiklene i arbeidsmaterialet begeistret for et høyt energinivå, og danner en inversjonsfordeling av partikler, og dermed realiserer lysforsterkning, og gir ut lasere av spesifikke bølgelengder og krefter gjennom modusvalget av resonanshulen.
Kraftegenskaper:Har vanligvis en relativt høy utgangseffekt, som kan imøtekomme behovene til noen scenarier som krever høy energiproduksjon, for eksempel materialbehandling, medisinsk og andre felt. For eksempel er fiberlasere i kilowatt-klasse allerede relativt vanlige og kan brukes til skjæring, sveising og andre prosesser i storskala industriell produksjon.
Strålekvalitet:Generelt har den god strålekvalitet. Utgangsstrålen er for det meste grunnleggende tverrmodus eller lav ordre-modus, med høy lysstyrke og lav divergensvinkel. Dette gjør det mulig å oppnå en mindre spotstørrelse og høyere effekttetthet etter fokusering, noe som er gunstig for å forbedre prosesseringens nøyaktighet og effektivitet. Imidlertid er det fortsatt forskjeller sammenlignet med kravene til en-modus fiber for bjelkekvalitet. Enmodusfiber krever høyere strålekvalitet og mindre spotstørrelse, og laseren generert av høykraftfiberlaserdiode kan ha visse vanskeligheter når den kobles til enkeltmodusfiber, og krever spesiell optisk systemdesign og optimalisering.

Enkeltmodus Fiberegenskaper:
Struktur og prinsipp:Den består av en kjerne, kledning og belegg. Lys forplanter seg aksialt i kjernen på en total refleksjonsmessig, og kan bare overføre en lysmodus. Den maksimale kjernediameteren er vanligvis 9μm eller 10μm, og kledningen er omtrent 125μm. Fordi kjernediameteren er liten og nær lysets bølgelengde, kan lys bare forplante seg langs den aksiale retningen til kjernen når du forplanter seg i den, og unngår modusdispersjon, og dermed sikrer høyere overføringskvalitet.
Fordeler:
Lavt tap:Overføringstapet av en-modus optisk fiber er relativt lite, vanligvis mellom 0. 2db/km og 0. 4db/km, som gjør at signalet kan overføres over en lengre avstand i den optiske fiberen uten for mye reléforsterkning, og kan støtte overføring avstand til opp til 80 kilometre eller enda lenger reléforsterkning, og kan støtte overføring av overføring av opp til 80 kilometre eller enda lenger reléforsterkning, og kan støtte overføringsavstand for opp til 80 kilometere eller enda lenger reléforsterkning, og kan støtte overføringsavstand for opp til 80 kilomet.
Liten spredning:Fordi bare en lysmodus kan overføres, er det ingen spredning mellom modus, og den totale spredningen er liten. Ved en bølgelengde på 1,31μm er materialdispersjonen og bølgeleder-spredningen av enkeltmodus optisk fiber positive og negative, og størrelsene er nøyaktig like, noe som gjør 1,31μm bølgelengdeområdet et ideelt arbeidsvindu for optisk fiberkommunikasjon, som kan oppnå høyhastighets dataoverføring.
Høy pålitelighet:Det har god holdbarhet og korrosjonsmotstand, påvirkes ikke av kjemiske eller andre miljøfaktorer, kan opprettholde en viss overføringskvalitet i lang tid og er egnet for langdistansedatakommunikasjon.
Sterk anti-interferensevne: Siden enkeltmodusens optiske fiberdesign oppfyller den optiske enkeltoverføringsmodus, kan den effektivt redusere spredningen av lys, slik at den ikke lett påvirkes av elektromagnetisk interferens fra omverdenen, og er egnet for datakommunikasjon på lang avstand.

Det er hovedsakelig følgende grunner til at høyeffekt fiberlaserdioder ikke kan bruke optiske fibre med en modus:
Modus misforhold:
Lysutgangen med laserdioder med høy effekt kan inneholde flere moduser, mens enkeltmodus optiske fibre bare kan overføre en lysmodus. Når optiske signaler med flere moduser skriver inn optiske fibre med en modus, vil problemer som modus konvertering og lav koblingseffektivitet oppstå, noe som resulterer i økt tap av optiske signaler under overføring, noe som påvirker transmisjonsytelsen. For eksempel kan laserdioder med flere modus være godt koblet med optiske fibre med flere moduser fordi begge støtter flere modus for lysoverføring, men høykraftfiberlaserdioder og enkeltmodus optiske fibre er vanskelige å oppnå effektiv kobling.
Spotstørrelsesforskjell:
Den lysemitterende overflatestørrelsen på høyeffektfiberlaserdioder er vanligvis stor, mens kjernestørrelsen på enkeltmodus optiske fibre er liten, vanligvis noen få mikron. Dette gjør det vanskelig å effektivt koble seg inn i kjernen i optiske fibre med en modus, noe som resulterer i store koblingstap. I noen praktiske anvendelser, på grunn av forskjellen i spotstørrelse, kan det være nødvendig med komplekse optiske systemer for å justere spotstørrelsen for å imøtekomme optiske fibre med en modus, men dette vil øke kostnadene og kompleksiteten i systemet.
Avvik og strålekvalitet:
Selv om laserdioder med høy effekt har en viss strålekvalitet, er det fremdeles et gap med høypresisjon, lav-overføringsstrålekvalitet som kreves av optiske fibre med en modus. Avvik kan forårsake problemer som faseforvrengning når lys overføres i optiske fibre, noe som ytterligere påvirker transmisjonseffekten. I kommunikasjonssystemer med høy presisjon kan avvik føre til signalforvrengning og redusere kommunikasjonskvaliteten.

Løsninger og applikasjonsforslag
Bruk multimode optisk fiber:For laserdioder med høy effekt kan en matchende multimode optisk fiber velges for lysoverføring for å forbedre koblingseffektiviteten og transmisjonsytelsen.
Valg av applikasjonsscenario:I henhold til spesifikke applikasjonskrav, veier du nødvendigheten av å bruke laserdioder med høy effekt og optiske fibre med en modus. I noen applikasjonsscenarier der strømkravene ikke er spesielt høye, men kravene til overføring og båndbredde er høye, kan andre typer lyskilder vurderes i kombinasjon med optiske fibre med en modus.

Laserdioder med høy effekt kan ikke bruke optiske fibre med en modus, hovedsakelig på grunn av problemer som modusmatch, forskjeller i spotstørrelse og inkonsekvent strålekvalitet. I praktiske applikasjoner, for å oppnå den beste overføringsytelsen og applikasjonseffekten, bør fibertypen og lyskildekombinasjonen være rimelig valgt i henhold til spesifikke behov.

Kontaktinformasjon:

Hvis du har noen ideer, kan du gjerne snakke med oss. Uansett hvor kundene våre er og hva kravene våre er, vil vi følge vårt mål om å gi våre kunder høy kvalitet, lave priser og den beste servicen.