تطبيق ليزر الألياف 1550nm

1550 نانومتر ليزر الأليافهو ليزر متوسط ​​الأشعة تحت الحمراء يعتمد على الألياف المزخرفة erbium (EDF) أو er/yb الألياف المشتركة (ER/yb الألياف المشتركة) . لأن طولها الموجي ضمن نطاق Quartz ، ويتطابق بشكل كبير مع إطار خسارة للغاية (~ 0. 2 db/km. الاتصالات ، lidar ، العلاج الطبي ، المعالجة الصناعية ، والدفاع الوطني.

في السنوات الأخيرة ، مع التطور السريع لتكنولوجيا الليزر الألياف ، حققت ليزر 1550 نانومتر اختراقات كبيرة في الطاقة ، وجودة الشعاع ، والضغط .. هذه المقالة تقدم بشكل منهجي المبادئ التقنية والمزايا الأساسية لـ 1550 نانومتر من أشعة الألياف ، وتناقشها بالتفصيل تطبيقاتها المحددة {{3}.

المبادئ والمزايا الفنية من ليزر الألياف 1550 نانومتر
1. مبدأ العمل
عادةً ما تستخدم الليزر الألياف 1550 نانومتر أليافًا مخدرة erbium كوسيلة كسب و 980 نانومتر أو 1480 نانومتر بالليزر (LDS) كمصادر للمضخة . عند امتصاص Erbium (erbium). يمكن تبسيط عملية الانتقال على النحو التالي:

حالة الأرض (⁴i₁₅/₂) → حالة متحمس (⁴i₁₃/₂): يتم إنشاء فوتونات 1550 نانومتر من خلال التحولات غير الإرادية .

في ألياف erbium-ytterbium المشتركة ، يمكن أن تعزز أيونات ytterbium (yb⁺⁺) كفاءة امتصاص المضخة وزيادة طاقة إخراج الليزر .

2. المزايا الفنية

بالمقارنة مع أشعة الليزر الأخرى ذات الطول الموجي (مثل 1064 نانومتر ، 10.6 ميكرومتر ليزر CO₂) ، فإن ليزر الألياف 1550 نانومتر لديها المزايا التالية:

سلامة العين

عامل خطر الشبكية (MPE ، الحد الأقصى للتعرض المسموح به) من 1550 نانومتر ليزر أقل بكثير من معرض الضوء المرئي والليزر القريب من الأشعة تحت الحمراء (مثل 1064 نانومتر) ، مما يجعله أكثر أمانًا في بيئات مفتوحة (مثل Lidar ، التطبيقات العسكرية).

فقدان انتقال الألياف المنخفضة

يوجد 1550 نانومتر في نافذة الإرسال الثالثة من ألياف الكوارتز (C Band ، 1530-1565 nm) ، مع فقدان حوالي 0 . 2 db/km ، وهو مناسب للاتصالات البصرية الطويلة.

جودة شعاع عالية واستقرار

يمنحه بنية الدليل الموجي للليزر الألياف جودة شعاع بالقرب من حد الحيود (M²≈1) ، وهو مناسب للآلات الدقيقة والاستشعار البصري .

النفق وعرض الخط الضيق

من خلال الألياف Bragg Grating (FBG) أو مرشح قابل للضبط ، يمكن تحقيق ضبط الطول الموجي (مثل 1520-1620} nm) وإخراج خط خط الضيق على مستوى KHZ ، وهو أمر مناسب للاتصال البصري المتماسك وطيفي التحليل الطيفي بالليزر .

قابلية التوسع في الطاقة العالية

باستخدام هيكل مضخم طاقة مذبذب Master (MOPA) ، يمكن ليزر الألياف 1550 نانومتر تحقيق مستوى واط على مستوى الكيلووات ، وتلبية احتياجات القطع الصناعية ، و lidar ، إلخ .

التطبيقات الرئيسية لليزر الألياف 1550 نانومتر
1. اتصالات الألياف البصرية ونقل البيانات
1550 نانومتر هو الطول الموجي الأساسي للاتصال البصري ، وتشمل تطبيقاته الرئيسية:

(1) اتصال الألياف البصرية طويلة المدى
إن خصائص الخسارة المنخفضة لليزر 1550 نانومتر تجعلها مصدر الضوء المفضل للكابلات البصرية الغواصة والاتصالات بين القارات . على سبيل المثال ، يستخدم نظام الكابلات البصرية عبر المحيط الهادئ بشكل أساسي ، و NM-nm trender transhing بشكل أساسي أكثر من مجرد مبلغ من الطول (DWDM) في النطاق C ({3}}} tbps .

(2) تعدد الإرسال الكثيف للتقسيم الموجي (DWDM)
في مراكز البيانات وشبكات 5G ، تستخدم تقنية DWDM قنوات ذات طول موجة متعددة (مثل 40/80/160 قنوات) بالقرب من 1550 نانومتر لتحقيق نقل البيانات عالي السرعة وتحسين استخدام عرض النطاق الترددي الألياف .

(3) اتصال بصري متماسك
عرض ليزر ضيقة 1550 نانومتر (عرض الخط<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 و Remote Sensing
(1) قيادة الحكم الذاتي Lidar
مقارنة مع 905 نانومتر Lidar ، 1550 نانومتر Lidar لديها اختراق في الغلاف الجوي أقوى وسلامة العين ، وأصبح الاختيار السائد للقيادة المستقلة الراقية (مثل Waymo و Luminar) . على سبيل المثال ، يستخدم Luminar Iris Lidar 1550 نانومتر من الألياف السادسة مع الكشف عن ما يصل إلى 250 meters}

(2) الاستشعار عن بعد في الغلاف الجوي ومراقبة الأرصاد الجوية
يستخدم LIDAR الامتصاص التفاضلي (DIAL) 1550 نانومتر ليزر لاكتشاف بخار الماء (H₂O) وتركيزات ثاني أكسيد الكربون (CO₂) في الغلاف الجوي لبحوث المناخ ومراقبة التلوث .

3. medical و bio-disaging
(1) جمال الليزر وعلاج الجلد
1550 نانومتر الليزر الكسري غير التابع (مثل Fraxel) يمكن أن تحفز تجديد الكولاجين وتستخدم لتطبيقات مستحضرات التجميل مثل إزالة التجاعيد وإصلاح الندبة .

في المعالجة الوعائية ، يمكن أن تسخين الليزر 1550 نانومتر بشكل انتقائي للهيموغلوبين للمعالجة المغلقة من عروق العنكبوت والدوالي .

(2) التصوير المقطعي التماسك البصري (أكتوبر)
1550 نانومتر أنظمة OCT (مثل OCTHLEMIC OCT) لها عمق تغلغل الأنسجة الأعمق (~ 2 مم) ويمكن استخدامه للتشخيص المبكر لأمراض الشبكية والزرق .

4. المعالجة والاستشعار الصناعي
(1) معالجة المواد الدقيقة
1550 نانومتر ليزر مناسبة للقطع الدقيق وعلامة أفلام البلاستيك والأفلام البوليمر وتستخدم على نطاق واسع في العبوة الإلكترونية وتصنيع الدوائر المرنة .

(2) استشعار الألياف البصرية
يمكن استخدام مستشعرات 1550 نانومتر على أساس شبكية Bragg Bragg (FBGs) لمراقبة التغيرات في الإجهاد ودرجة الحرارة في الهياكل مثل الجسور والطائرات وخط أنابيب الزيت لتحقيق مراقبة الصحة الهيكلية (SHM) .

5. الدفاع والأمن
(1) الاتصالات البصرية للمساحة الحرة (FSO)
إن مكافحة التداخل والاحتمال المنخفض لخصائص التقاطع (LPI) من الليزر 1550 نانومتر تجعله خيارًا مثاليًا للاتصالات السرية العسكرية .

(2) التدابير المضادة للأشعة تحت الحمراء والتعمية بالليزر
يمكن استخدام ليزر 1550 نانومتر عالي الطاقة للتدخل مع الصواريخ الموجهة بالأشعة تحت الحمراء أو كسلاح مبهر بالليزر غير الفتاك .

اتجاهات التنمية المستقبلية
أشعة الليزر الألياف الفائقة
1550 نانومتر ليزر FemtoSecond لديها آفاق واسعة التطبيق في البصريات غير الخطية (مثل توليد Terahertz) ومعالجة Micro-Nano .
التكامل الضوئي وفوتونيات السيليكون
يمكن أن تقلل رقائق الليزر التي تبلغ 1550 نانومتر على أساس الفوتونيات السيليكون من تكلفة وحدات الاتصال البصرية وتعزيز تطوير التوصيل البصري في مراكز البيانات .
الاتصال الكمومي والحوسبة
1550 نانومتر مصادر الفوتون الفردية ذات قيمة كبيرة في توزيع مفتاح الكم (QKD) والحوسبة الكمومية البصرية .

أصبحت أشعة الليزر الألياف 1550 نانومتر تقنيات أساسية في الاتصالات البصرية ، وليديار ، وحقول طبية ودفاعية بسبب مزاياها مثل سلامة العيون ، وفقدان منخفضة ، وجودة العاصفة العالية . في المستقبل ، مع توسيع نطاق الابتكار المتزايد في الابتكار في الابتكار ، فإن التزايد المتزايد في الابتكار ، الصناعة .

معلومات الاتصال:

إذا كان لديك أي أفكار ، فلا تتردد في التحدث إلينا . بغض النظر عن مكان وجود عملائنا وما هي متطلباتنا ، فسوف نتبع هدفنا لتزويد عملائنا بجودة عالية وأسعار منخفضة وأفضل خدمة .