Por que os diodos a laser de fibra de alta potência não podem usar fibra de modo único?

Com os avanços contínuos em alta potência contínualaser de fibraTecnologia, a tecnologia de laser de fibra tem sido amplamente utilizada no processamento industrial, tratamento médico, aeroespacial e outros campos.

Na busca pela maior produção de energia, os diodos a laser de fibra de alta potência são incompatíveis com fibras ópticas de modo único. Como o diâmetro do núcleo das fibras ópticas de modo único é pequeno e a abertura numérica é limitada, é difícil acoplar e transmitir com eficiência os sinais ópticos de alta energia gerados por diodos a laser de fibra de alta potência, resultando em perda e distorção de sinais ópticos durante a transmissão, o que restringe seriamente o desempenho geral e a aplicação do efeito de aplicação do efeito de fibra LAS LAS.

Características de diodos a laser de fibra de alta potência:
Princípio de trabalho:O laser é gerado com base no princípio de radiação estimulado dos diodos semicondutores, e a luz é transmitida e amplificada através de estruturas de fibra óptica. Sob a ação da fonte da bomba, as partículas no material de trabalho são excitadas para um alto nível de energia, formando uma distribuição de inversão do número de partículas, realizando assim a amplificação de luz e emitindo lasers de comprimentos de onda e poderes específicos através da seleção de modo da cavidade ressonante.
Características de poder:Geralmente, possui uma potência de saída relativamente alta, que pode atender às necessidades de alguns cenários que requerem alta produção de energia, como processamento de materiais, médicos e outros campos. Por exemplo, os lasers de fibra de classe Kilowatt já são relativamente comuns e podem ser usados ​​para corte, soldagem e outros processos na fabricação industrial em larga escala.
Qualidade do feixe:Geralmente, tem uma boa qualidade do feixe. Seu feixe de saída é principalmente o modo transversal fundamental ou o modo de ordem baixa, com alto brilho e ângulo de baixa divergência. Isso permite obter um tamanho de ponto menor e maior densidade de potência após o foco, o que é benéfico para melhorar a precisão e a eficiência do processamento. No entanto, ainda existem diferenças em comparação com os requisitos da fibra de modo único para a qualidade do feixe. A fibra de modo único requer maior qualidade do feixe e menor tamanho de ponto, e o laser gerado pelo diodo a laser de fibra de alta potência pode ter certas dificuldades quando acoplado à fibra de modo único, exigindo design e otimização especiais do sistema óptico.

Características de fibra de modo único:
Estrutura e princípio:Consiste em um núcleo, revestimento e revestimento. A luz se propaga axialmente no núcleo de maneira total de reflexão e só pode transmitir um modo de luz. Seu diâmetro máximo do núcleo é geralmente de 9μm ou 10μm, e o diâmetro do revestimento é de cerca de 125μm. Como o diâmetro do núcleo é pequeno e próximo ao comprimento de onda da luz, a luz só pode se propagar ao longo da direção axial do núcleo ao se propagar nela, evitando a dispersão do modo, garantindo assim uma maior qualidade de transmissão.
Vantagens:
Baixa perda:A perda de transmissão da fibra óptica de modo único é relativamente pequena, geralmente entre 0. 2db/km e 0. 4db/km, o que permite que o sinal seja transmitido a uma distância mais longa nos fibras ópticas ou mais a amplificação de relés e pode apoiar a transmissão de até 80 donos de quilômetros.
Pequena dispersão:Como apenas um modo de luz pode ser transmitido, não há dispersão entre modos e a dispersão total é pequena. Em um comprimento de onda de 1,31μm, a dispersão do material e a dispersão do guia de ondas da fibra óptica de modo único são positivas e negativas, e os tamanhos são exatamente iguais, tornando a região de comprimento de onda de 1,31μm uma janela de trabalho ideal para comunicação de fibra óptica, que pode atingir a transmissão de dados de alta velocidade.
Alta confiabilidade:Possui boa durabilidade e resistência à corrosão, não é afetada por fatores químicos ou outros fatores ambientais, pode manter uma certa qualidade de transmissão por um longo tempo e é adequado para a comunicação de dados de longa distância.
Forte capacidade anti-interferência: como o design de fibra óptica de modo único atende ao modo de transmissão óptica única, ele pode efetivamente reduzir a dispersão da luz, portanto, não é facilmente afetada pela interferência eletromagnética do mundo exterior e é adequada para a comunicação de dados de longa distância.

Existem principalmente as seguintes razões pelas quais os diodos a laser de fibra de alta potência não podem usar fibras ópticas de modo único:
MODE IMPLIMAÇÃO:
A saída de luz por diodos a laser de fibra de alta potência pode conter vários modos, enquanto as fibras ópticas de modo único podem transmitir apenas um modo de luz. Quando os sinais ópticos de vários modos entram nas fibras ópticas de modo único, ocorrerão problemas como conversão de modo e baixa eficiência do acoplamento, resultando em aumento da perda de sinais ópticos durante a transmissão, afetando o desempenho da transmissão. Por exemplo, os diodos a laser de modo múltiplo podem ser bem acoplados a fibras ópticas de vários modos, porque ambos suportam vários modos de transmissão de luz, mas diodos a laser de fibra de alta potência e fibras ópticas de modo único são difíceis de obter um acoplamento eficiente.
Diferença do tamanho do ponto:
O tamanho da superfície emissor de luz dos diodos a laser de fibra de alta potência é geralmente grande, enquanto o tamanho do núcleo das fibras ópticas de modo único é pequeno, geralmente alguns mícrons. Isso dificulta efetivamente o núcleo de fibras ópticas de modo único, resultando em grandes perdas de acoplamento. Em algumas aplicações práticas, devido à diferença no tamanho do ponto, sistemas ópticos complexos podem ser necessários para ajustar o tamanho do ponto para acomodar fibras ópticas de modo único, mas isso aumentará o custo e a complexidade do sistema.
Aberração e qualidade do feixe:
Embora os diodos a laser de fibra de alta potência tenham uma certa qualidade do feixe, ainda há uma lacuna com a qualidade do feixe de alta precisão e baixa absorção exigida pelas fibras ópticas de modo único. As aberrações podem causar problemas como distorção de fase quando a luz é transmitida nas fibras ópticas, afetando ainda mais o efeito da transmissão. Nos sistemas de comunicação de alta precisão, as aberrações podem causar distorção do sinal e reduzir a qualidade da comunicação.

Soluções e sugestões de aplicativos
Use fibra óptica multimodo:Para diodos a laser de fibra de alta potência, uma fibra óptica multimodo correspondente pode ser selecionada para transmissão de luz para melhorar a eficiência do acoplamento e o desempenho da transmissão.
Seleção do cenário do aplicativo:De acordo com requisitos específicos de aplicação, pesa a necessidade de usar diodos a laser de fibra de alta potência e fibras ópticas de modo único. Em alguns cenários de aplicação em que os requisitos de energia não são particularmente altos, mas a distância de transmissão e os requisitos de largura de banda são altos, outros tipos de fontes de luz podem ser considerados em combinação com fibras ópticas de modo único.

Os diodos a laser de fibra de alta potência não podem usar fibras ópticas de modo único, principalmente devido a problemas como incompatibilidade de modo, diferenças de tamanho de ponto e qualidade de feixe inconsistente. Em aplicações práticas, para obter o melhor desempenho de transmissão e efeito de aplicação, o tipo de fibra e a combinação de fonte de luz devem ser razoavelmente selecionados de acordo com necessidades específicas.

Informações de contato:

Se você tiver alguma idéia, fique à vontade para conversar conosco. Não importa onde estejam nossos clientes e quais sejam nossos requisitos, seguiremos nosso objetivo de fornecer aos nossos clientes alta qualidade, preços baixos e o melhor serviço.