Zastosowanie laserów światłowodowych 1550 nm

Lasery światłowodowe 1550 nmjest laserem w środkowej podczerwieni opartej na światłowodzie z domieszkowanym ERBum (EDF) lub ER/YB FIBER (Współdopowactwo ER/YB Włókno zakazane) ., ponieważ jego długość fali znajduje się w zakresie bezpiecznych oka i dobrze pasuje do najniższego okna straty (~ 0 . 2 db/km) z kwarcowej, 1550 NM Las. Komunikacja, lidar, leczenie, przetwarzanie przemysłowe i obrona narodowa.

W ostatnich latach, wraz z szybkim rozwojem technologii laserowej światłowodowej, lasery 1550 nm dokonało znaczących przełomów w zakresie mocy, jakości wiązki i dostrajania . Ten artykuł systematycznie wprowadza zasady techniczne i podstawowe zalety 1550 nm laserów światłowodowych i omawia szczegółowe jego specyficzne aplikacje w różnych branżach ., wreszcie czeka na to, że Trening na przyszłość {}}}}}.

Zasady techniczne i zalety laserów światłowodowych 1550 nm
1. zasada robocza
Lasery światłowodowe 1550 nm zwykle używają włókien domieszkowanych ERBum jako średnio wzmocnienia i 980 nm lub 1480 nm laserowych (LDS) jako źródła pompy ., gdy jony erbi (er³⁺) absorbują energię światła pompy, przejścia poziomu energii występują i emitują laserowe światło laserowe z długości 1550 nm {er er⁺). Można uprościć w następujący sposób:

Stan podstawowy (⁴i₁₅/₂) → Stan wzbudzony (⁴i₁₃/₂): 1550 nm fotony są generowane poprzez nie zaatakujące przejścia .

W włóknach Erbium-Ytterbium jony iony itterbium (YB³⁺) mogą zwiększyć wydajność absorpcji pompy i zwiększyć moc wyjściową lasera .

2. Zalety techniczne

W porównaniu z innymi laserami długości fali (takimi jak 1064 nm, lasery CO₂ 10,6 μm), lasery światłowodowe 1550 nm mają następujące zalety:

Bezpieczeństwo wzroku

Współczynnik zagrożenia siatkówki (MPE, maksymalna dopuszczalna ekspozycja) laserów 1550 nm jest znacznie niższa niż w przypadku światła widzialnego i laserów bliskiej podczerwieni (takich jak 1064 nm), co czyni go bezpieczniejszym w otwartych środowiskach (takich jak lidar, aplikacje wojskowe) .}

Utrata transmisji niskiej światłowodowej

1550 nm znajduje się w trzecim oknie transmisji światłowodu kwarcowego (pasmo C, 1530-1565 nm), z utratą tylko około 0 . 2 dB/km, które jest odpowiednie do komunikacji optycznej o długim dystansie.

Jakość i stabilność wiązki drogowej

Struktura falowodu lasera światłowodowego nadaje mu jakość wiązki zbliżoną do limitu dyfrakcji (m²≈1), która jest odpowiednia do precyzyjnej obróbki i wykrywania optycznego .

Dostrajalność i wąska szerokość linii

Za pośrednictwem Fibre Bragg Gration (FBG) lub filtrem dostrajalnym, strojenie długości fali (takie jak {1520-1620 nm) można uzyskać wąską linię wyjściową linii linii, co jest odpowiednie dla spójnej komunikacji optycznej i spektroskopii laserowej .}

Wysoka skalowalność mocy

Korzystając z struktury wzmacniacza mocy głównego (MOPA), laser światłowodowy 1550 nm może osiągnąć poziom wyjściowy poziomu wat do kilowatów, spełniając potrzeby wycinania przemysłowego, Lidar itp..

Główne zastosowania laserów światłowodowych 1550 nm
1. komunikacja światłowodowa i transmisja danych
1550 nm to podstawowa długość fali komunikacji optycznej, a jej główne zastosowania obejmują:

(1) Komunikacja światłowodowa na duże odległości
Niskie charakterystyki strat laserów 1550 nm sprawiają, że jest to preferowane źródło światła dla kabli optycznych podwodnych i komunikacji międzykontynentalnej ., na przykład transmisji transmisji transmisji transmisji transmisji transmisji transmisji ({{{{3} nm), a pojemność transmisji pojedynczej miernikowej może osiągnąć więcej niż 100 dywizji fali (DWDM) Tbps .

(2) Multipleksowanie podziału długości fali (DWDM)
W centrach danych i sieciach 5G technologia DWDM wykorzystuje wiele kanałów długości fali (takich jak kanały 40/80/160) w pobliżu 1550 nm, aby osiągnąć szybką transmisję danych i poprawić wykorzystanie pasma włókien .

(3) Spójna komunikacja optyczna
Lasery wąska szerokość linii 1550 nm (szerokość linii<100 kHz) combined with high-order modulation formats (such as QPSK, 16-QAM) can achieve a single-wavelength transmission rate of more than 100 Gbps, and are widely used in backbone networks and metropolitan area networks.

2. Lidar i teledetekcja
(1) Autonomiczny lidar jazdy
W porównaniu z 905 nm LiDAR, lidar 1550 nm ma silniejszą penetrację atmosferyczną i bezpieczeństwo wzroku, i stał się głównym wyborem dla wysokiej klasy autonomicznej jazdy (takiej jak Waymo i Luminar) . Na przykład Iris Luminara Lidar używa 1550 nm Laser z detekcyjnym odległością do 250 metrów {6 {6 {6 {6 {6 {6 {6 {6 {6 {6 {6 {6 {{6 {6 {6 {{6 {{6 {{6 {{6 {{6 {{6 {{6 {{6 {{6 {{6 {{6 {{6 {{6 {{6 {{6 {{6 {

(2) zdalne wykrywanie i monitorowanie meteorologiczne atmosferyczne
Różnicowa lidar absorpcji (tarcza) wykorzystuje lasery 1550 nm do wykrywania stężeń pary wodnej (H₂O) i dwutlenku węgla (CO₂) w atmosferze do badań klimatu i monitorowania zanieczyszczenia .

3.
(1) Laserowe leczenie piękności i skóry
1550 nm nie-eblacyjne lasery ułamkowe (takie jak fraxel) mogą stymulować regenerację kolagenu i są używane do zastosowań kosmetycznych, takich jak usuwanie zmarszczek i naprawa blizn .

Podczas obróbki naczyniowej lasery 1550 nm może selektywnie podgrzewać hemoglobinę w celu zamkniętego obróbki żył pająków i żylaków .

(2) Optyczna tomografia koherencyjna (OCT)
Systemy OCT 1550 nm (takie jak okulistyczne OCT) mają głębszą głębokość penetracji tkanki (~ 2 mm) i mogą być stosowane do wczesnej diagnozy chorób siatkówki i jaskry .

4. Przetwarzanie i wykrywanie przemysłowe
(1) Precyzyjne przetwarzanie materiałów
Lasery 1550 nm są odpowiednie do drobnego cięcia i oznaczania folii tworzyw sztucznych i polimerowych oraz są szeroko stosowane w opakowaniach elektronicznych i elastycznej produkcji obwodów .

(2) wykrywanie światłowodowe
Do monitorowania zmian odkształcenia i temperatury w strukturach, takich jak mosty, samoloty i rurociągi olejowe w celu osiągnięcia strukturalnego monitorowania zdrowia (SHM) można użyć czujników 1550 nm na podstawie strukturalnego monitorowania zdrowia (SHM) można stosować do monitorowania strukturalnego stanu zdrowia (SHM) można stosować do monitorowania strukturalnego zdrowia (SHM) można zastosować do monitorowania stanu zdrowia (SHM) można użyć do monitorowania konstrukcyjnych (SHM). można użyć do monitorowania konstrukcyjnych (SHM) ., można użyć.

5. obrona i bezpieczeństwo
(1) Komunikacja optyczna wolnej przestrzeni (FSO)
Charakterystyka anty-interferencyjna i niskie prawdopodobieństwo przechwytywania (LPI) lasera 1550 nm sprawiają, że jest to idealny wybór dla wojskowych poufnych komunikacji .

(2) środki zaradcze na podczerwień i oślepianie lasera
Laser o dużej mocy 1550 nm może być używany do zakłócania pocisków pod przewinieniem podczerwieni lub jako olśniewającą broń laserową .

Przyszłe trendy rozwojowe
Lasery ultraszybkie
1550 nm lasery femtosekundowe mają szerokie potencjalne potencjalne aplikacje w optyce nieliniowej (takich jak generowanie terahertz) i przetwarzanie mikro-nano .
Integracja fotoniczna i fotonika krzemowa
Laserowe układy laserowe 1550 nm oparte na fotonice krzemowej mogą zmniejszyć koszt modułów komunikacji optycznych i promować rozwój optycznych połączeń w centrach danych .
Komunikacja i obliczenia kwantowe
1550 nm źródła pojedynczych fotonów mają wielką wartość w rozkładu klucza kwantowego (QKD) i optycznym obliczaniu kwantowym .

Lasery światłowodowe 1550 NM stały się kluczowymi technologią w zakresie komunikacji optycznej, LIDAR, medycyny i obrony ze względu na ich zalety, takie jak bezpieczeństwo wzroku, niska strata i jakość wiązki wysokiej wiązki . w przyszłości, wraz z rozwojem ultrastycznych laserów, integracji fotonicznej i technologii kwantowej, zastosowanie Laser przemysł .

Informacje kontaktowe:

Jeśli masz jakieś pomysły, możesz z nami porozmawiać . Bez względu na to, gdzie są nasi klienci i jakie są nasze wymagania, będziemy przestrzegać naszego celu, aby zapewnić naszym klientom wysoką jakość, niskie ceny i najlepszą usługę .