Làsers de fibra de 1550 nmés un làser infraroig mitjà basat en fibra dopada amb erbium (EDF) o fibra co-dopada ER/YB (fibra co-dopada ER/YB) . perquè la seva longitud d’ona es troba dins del rang d’ulls i coincideix molt amb la finestra de pèrdua més baixa (~ 0 {{8} 2 dB/km) de fibra de quartz LiDAR, tractament mèdic, processament industrial i defensa nacional.
En els darrers anys, amb el ràpid desenvolupament de la tecnologia làser de fibra, els làsers de 1550 nm han fet avenços significatius en la potència, la qualitat del feix i la sintonia . Aquest article introdueix sistemàticament els principis tècnics i els avantatges bàsics de 1550 nm fibres làsers i discuteix en detall les seves aplicacions específiques en diverses indústries . Finalment, espera que el desenvolupament de futurs {{{{{{{{{{}
Principis tècnics i avantatges de làsers de fibra de 1550 nm
1. Principi de treball
Els làsers de fibra de 1550 nm solen utilitzar fibra dopada per erbium com a medi de guany i 980 nm o 1480 nm làser díodes (LDS) com a fonts de bomba . quan els ions erbium (er³) absorbeixen l’energia de la llum de la bomba, les transicions de nivell d’energia es produeixen i emeten llum làser amb una longitud d’ona de 1550 nm durant la relaxació {6} es simplifica de la manera següent:
Estat terrestre (⁴i₁₅/₂) → Estat excitat (⁴i₁₃/₂): Els fotons de 1550 nm es generen mitjançant transicions no radiactes .
A les fibres co-dopades d’Erbium-ytterbium, els ions Ytterbium (yb³⁺) poden millorar l’eficiència d’absorció de la bomba i augmentar la potència de sortida làser .
2. avantatges tècnics
En comparació amb altres làsers de longitud d’ona (com ara 1064 nm, 10,6 μm làsers de co₂), els làsers de fibra de 1550 nm tenen els avantatges següents:
Seguretat ocular
El factor de perill de retina (MPE, exposició màxima permesa) de làsers de 1550 nm és molt inferior al de la llum visible i dels làsers d’infraroig proper (com ara 1064 nm), fent-lo més segur en entorns oberts (com LiDAR, aplicacions militars) .
Pèrdua de transmissió de fibra baixa
1550 nm es troba a la tercera finestra de transmissió de fibra de quars (Cand C, 1530-1565 nm), amb una pèrdua de només 0 . 2 dB/km, que és adequada per a comunicacions òptiques de llarga distància.
Alta qualitat i estabilitat del feix
L’estructura de guies d’ona del làser de fibra li dóna una qualitat de feix a prop del límit de difracció (m²≈1), adequat per a mecanitzat de precisió i detecció òptica .
Sintonització i amplada de línia estreta
A través de la fibra Bragg Grating (FBG) o del filtre ajustable, es pot aconseguir una sintonia de longitud d’ona (com ara 1520-1620 nm) i la sortida de l’amplada de línia estreta del nivell KHz, adequada per a la comunicació òptica coherent i l’espectroscòpia làser .
Escalabilitat d’alta potència
Utilitzant l'estructura de l'amplificador de potència de l'Oscil·lador Master (MOPA), el làser de fibra de 1550 nm pot aconseguir el nivell de Watt fins a la sortida de nivell de quilowatt, satisfer les necessitats de tall industrial, lidar, etc .
Aplicacions principals de làsers de fibra de 1550 nm
1. Comunicació de fibra-òptica i transmissió de dades
1550 nm és la longitud d'ona central de la comunicació òptica i les seves principals aplicacions inclouen:
(1) Comunicació de fibra-òptica de llarga distància
Les baixes característiques de pèrdues de làsers de 1550 nm la converteixen en la font de llum preferida per als cables òptics submarins i les comunicacions intercontinentals ., per exemple, el sistema de cable òptic submarí trans-Pacífic utilitza principalment la tecnologia de divisió de longitud d'ona densa (DWDM) Tbps .
(2) Multiplexació de divisió de longitud d'ona densa (DWDM)
En centres de dades i xarxes 5G, la tecnologia DWDM utilitza diversos canals de longitud d’ona (com ara canals 40/80/160) prop de 1550 nm per aconseguir transmissió de dades d’alta velocitat i millorar l’ús de l’amplada de banda de fibra .
(3) Comunicació òptica coherent
Amplada de línia estreta de 1550 nm làser (amplada de línia<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 teledetecció
(1) LiDar de conducció autònoma
En comparació amb LIDAR de 905 nm, LIDAR de 1550 nm té una penetració atmosfèrica i una seguretat ocular més fortes, i s'ha convertit en l'elecció principal per a la conducció autònoma de gamma alta (com Waymo i luminar) ., per exemple, l'Iris luminar lidar utilitza un làser de fibra de 1550 nm
(2) Remot atmosfèric i control meteorològic
LiDAR d’absorció diferencial (dial) utilitza làsers de 1550 nm per detectar concentracions de vapor d’aigua (H₂o) i diòxid de carboni (CO₂) a l’atmosfera per a la investigació climàtica i el control de la contaminació .
3. medical i bio-imatge
(1) Bellesa làser i tractament de la pell
1550 NM Els làsers fraccionats no abals (com ara Fraxel) poden estimular la regeneració de col·lagen i s'utilitzen per a aplicacions cosmètiques com l'eliminació de les arrugues i la reparació de cicatrius .
En tractament vascular, els làsers de 1550 nm poden escalfar selectivament l’hemoglobina per al tractament tancat de venes d’aranya i varices .
(2) Tomografia de coherència òptica (OCT)
Els sistemes OCT de 1550 nm (com Ofthalmic OCT) tenen una profunditat de penetració de teixits més profundes (~ 2 mm) i es poden utilitzar per al diagnòstic precoç de malalties de la retina i el glaucoma .
4. Processament i detecció industrial
(1) Processament de materials de precisió
Els làsers de 1550 nm són adequats per a tallar i marcar plàstics i pel·lícules de polímer i s'utilitzen àmpliament en els envasos electrònics i la fabricació de circuits flexibles .
(2) Sensació de fibra òptica
Sensors de 1550 nm basats en reixes de fibra Bragg (FBGs) es poden utilitzar per controlar els canvis de tensió i temperatura en estructures com ponts, avions i canonades d’oli per aconseguir un control estructural de la salut (SHM) .
5. Defensa i seguretat
(1) Comunicació òptica d'espai lliure (FSO)
La anti-interferència i la baixa probabilitat d’interceptar (LPI) característiques del làser de 1550 nm la converteixen en una elecció ideal per a comunicacions confidencials militars .
(2) Contraces infrarojos i cegament làser
El làser de 1550 nm d’alta potència es pot utilitzar per interferir amb míssils guiats per infrarojos o com una arma enlluernadora làser no letal .
Tendències futures de desenvolupament
Làsers de fibra ultrafast
Els làsers femtosegons de 1550 nm tenen perspectives d'aplicació àmplies en òptiques no lineals (com la generació Terahertz) i el processament micro-nano .
Integració fotònica i fotònica de silici
Els xips làser de 1550 nm basats en fotònics de silici poden reduir el cost dels mòduls de comunicació òptica i promoure el desenvolupament de la interconnexió òptica en centres de dades .
Comunicació quàntica i informàtica
Les fonts de fotons de 1550 nm són de gran valor en la distribució de claus quàntiques (QKD) i la computació quàntica òptica .
Els làsers de fibra de 1550 nm s’han convertit en tecnologies clau en comunicacions òptiques, camps de defensa, lidar, mèdics i de defensa a causa dels seus avantatges com la seguretat ocular, la baixa pèrdua i la qualitat del feix elevada . en el futur, amb el desenvolupament de lasers ultrafast Indústria .
Informació de contacte:
Si teniu alguna idea, no dubteu en parlar amb nosaltres ., independentment d’on siguin els nostres clients i quins siguin els nostres requisits, seguirem el nostre objectiu de proporcionar als nostres clients preus de gran qualitat, i el millor servei .
Correu electrònic: info@loshield.com
Tel: 0086-18092277517
Fax: 86-29-81323155
WeChat: 0086-18092277517
