لماذا لا تستطيع ثنائيات ليزر الألياف عالية الطاقة استخدام ألياف الوضع المفرد؟

مع الاختراقات المستمرة في استمرار الطاقة العاليةليزر الأليافالتكنولوجيا ، تم استخدام تكنولوجيا ليزر الألياف على نطاق واسع في المعالجة الصناعية والعلاج الطبي والفضاء وغيرها من المجالات.

في السعي وراء إنتاج الطاقة الأعلى ، لا تتوافق ثنائيات الليزر ذات الألياف عالية الطاقة مع الألياف الضوئية ذات الوضع الواحد. نظرًا لأن القطر الأساسي للألياف الضوئية ذات الوضع الواحد صغير ، فإن الفتحة العددية محدودة ، فمن الصعب أن تنقل الإشارات البصرية عالية الطاقة بكفاءة وتولدها من قبل ثنائيات الليزر ذات الألياف عالية الطاقة ، مما يؤدي إلى فقدان وتشويه الإشارات البصرية أثناء الإرسال ، والتي ستقتصر بشكل كبير على الأداء الكلي للتطبيق وتطبيق الأنظمة الليلية.

خصائص الثنائيات الليزر ذات الألياف عالية الطاقة:
مبدأ العمل:يتم إنشاء الليزر بناءً على مبدأ الإشعاع المحفز لثنائيات أشباه الموصلات ، ويتم نقل الضوء وتضخيمه من خلال هياكل الألياف الضوئية. تحت عمل مصدر المضخة ، تكون الجسيمات الموجودة في المواد العاملة متحمسة لمستوى الطاقة العالية ، وتشكل توزيع انعكاس رقم الجسيمات ، وبالتالي تحقيق تضخيم الضوء ، وإخراج الليزر من أطوال موجية محددة وقوى من خلال اختيار الوضع لتجويف الرنين.
خصائص القوة:عادةً ما يكون لها طاقة إخراج عالية نسبيًا ، والتي يمكن أن تلبي احتياجات بعض السيناريوهات التي تتطلب إخراج الطاقة العالية ، مثل معالجة المواد والمجالات الطبية وغيرها. على سبيل المثال ، أصبحت الليزر من فئة Kilowatt شائعة نسبيًا ويمكن استخدامها في القطع واللحام والعمليات الأخرى في التصنيع الصناعي على نطاق واسع.
جودة الشعاع:بشكل عام ، لديها جودة شعاع جيدة. شعاع الإخراج الخاص به هو في الغالب الوضع العرضي الأساسي أو وضع الترتيب المنخفض ، مع ارتفاع السطوع وزاوية التباعد المنخفضة. يمكّن ذلك من الحصول على حجم بقعة أصغر وكثافة طاقة أعلى بعد التركيز ، وهو مفيد لتحسين دقة المعالجة والكفاءة. ومع ذلك ، لا تزال هناك اختلافات مقارنة بمتطلبات الألياف الوضعية لجودة الحزمة. تتطلب الألياف الوضعية ذات الجودة العالية للحزمة وحجم بقعة أصغر ، وقد يواجه الليزر الذي تم إنشاؤه بواسطة الصمام الثنائي ليزر الألياف عالية الطاقة صعوبات معينة عند الاقتران في ألياف الوضع الواحد ، مما يتطلب تصميمًا خاصًا للنظام البصري وتحسينه.

خصائص الألياف ذات الوضع الواحد:
الهيكل والمبدأ:وهو يتألف من جوهر ، الكسوة والطلاء. ينتشر الضوء محوريًا في النواة بطريقة انعكاس كلي ، ويمكن أن ينقل سوى وضع واحد من الضوء. أقصى قطره الأساسي هو عمومًا 9μm أو 10μm ، ويبلغ قطر الكسوة حوالي 125μm. نظرًا لأن القطر الأساسي صغير وقريب من الطول الموجي للضوء ، لا يمكن للضوء أن ينتشر إلا على طول الاتجاه المحوري للنواة عند الانتشار فيه ، وتجنب تشتت الوضع ، وبالتالي ضمان جودة النقل العالية.
المزايا:
خسارة منخفضة:يكون فقدان الإرسال للألياف الضوئية ذات الوضع الواحد صغيرًا نسبيًا ، عادةً بين 0. 2db/km و 0.
تشتت صغير:نظرًا لأنه يمكن إرسال وضع واحد فقط من الضوء ، لا يوجد تشتت بين الأزياء ، والتشتت الكلي صغير. على طول موجي يبلغ 1.31μm ، فإن تشتت المواد وتشتت الدليل الموجي للألياف الضوئية ذات الوضع الواحد إيجابي وسلبي ، والأحجام متساوية تمامًا ، مما يجعل منطقة الطول الموجي 1.31μm نافذة عمل مثالية للتواصل الألياف الضوئية ، والتي يمكن أن تحقق نقل بيانات عالية السرعة.
موثوقية عالية:إنه يتمتع بالمتانة الجيدة ومقاومة التآكل ، ولا يتأثر بالعوامل الكيميائية أو غيرها من العوامل البيئية ، ويمكن أن تحافظ على جودة نقل معينة لفترة طويلة ، وهي مناسبة للتواصل على البيانات لمسافات طويلة.
القدرة القوية لمكافحة المؤتمرات: نظرًا لأن تصميم الألياف الضوئية الوضعية الوضعية يفي بوضع الإرسال البصري الفردي ، فإنه يمكن أن يقلل بشكل فعال من نثر الضوء ، لذلك لا يتأثر بسهولة بالتداخل الكهرومغناطيسي من العالم الخارجي ، وهو مناسب لاتصال البيانات لمسافات طويلة.

هناك أساسًا الأسباب التالية التي تجعل الثنائيات الليزرية ذات الألياف عالية الطاقة لا يمكنها استخدام الألياف الضوئية ذات الوضع الواحد:
عدم تطابق الوضع:
قد يحتوي إخراج الضوء بواسطة ثنائيات الليزر ذات الألياف عالية الطاقة على أوضاع متعددة ، في حين أن الألياف البصرية الوضعية الوضعية يمكن أن تنقل طريقة واحدة فقط من الضوء. عندما تدخل الإشارات الضوئية متعددة الأوضاع الألياف الضوئية أحادية الوضع ، ستحدث مشاكل مثل تحويل الوضع وكفاءة اقتران منخفضة ، مما يؤدي إلى زيادة فقدان الإشارات البصرية أثناء الإرسال ، مما يؤثر على أداء الإرسال. على سبيل المثال ، يمكن أن تقترن الثنائيات بالليزر متعددة الأوضاع بشكل جيد مع الألياف البصرية متعددة الأوضاع لأن كلا من أنماط متعددة من انتقال الضوء ، ولكن يصعب تحقيق ثنائيات ليزر الألياف عالية الطاقة والألياف البصرية أحادية الوضع في تحقيق اقتران فعال.
فرق الحجم الفوري:
عادة ما يكون حجم سطح السطح الباعث للضوء من الثنائيات الليزرية ذات الألياف عالية الطاقة كبيرة ، في حين أن الحجم الأساسي للألياف الضوئية ذات الوضع الواحد صغير ، وعموما بضع ميكرون. هذا يجعل من الصعب إزاحة الضوء بشكل فعال في جوهر الألياف البصرية الوضع الواحد ، مما يؤدي إلى خسائر اقتران كبيرة. في بعض التطبيقات العملية ، نظرًا للاختلاف في الحجم الفوري ، قد تكون هناك حاجة إلى أنظمة بصرية معقدة لضبط الحجم الفوري لاستيعاب الألياف الضوئية ذات الوضع الواحد ، ولكن هذا سيزيد من تكلفة النظام وتعقيده.
جودة الانحراف وجودة الشعاع:
على الرغم من أن ثنائيات الليزر ذات الألياف ذات الطاقة العالية لها جودة معينة من الحزمة ، إلا أنه لا تزال هناك فجوة مع جودة شعاع الخطية العالية والختوقية المطلوبة بواسطة الألياف البصرية ذات الوضع الواحد. يمكن أن تسبب الانحرافات مشاكل مثل تشويه الطور عندما ينتقل الضوء في الألياف البصرية ، مما يؤثر بشكل أكبر على تأثير النقل. في أنظمة الاتصالات عالية الدقة ، قد تتسبب الانحرافات في تشويه الإشارة وتقليل جودة الاتصال.

الحلول واقتراحات التطبيق
استخدام الألياف الضوئية متعددة الأدوار:بالنسبة لثنائيات الليزر ذات الألياف عالية الطاقة ، يمكن اختيار الألياف الضوئية متعددة الأدوار المطابقة لنقل الضوء لتحسين كفاءة الاقتران وأداء الإرسال.
اختيار سيناريو التطبيق:وفقًا لمتطلبات التطبيق المحددة ، قم بتقييد ضرورة استخدام ثنائيات الليزر ذات الألياف عالية الطاقة والألياف الضوئية ذات الوضع الواحد. في بعض سيناريوهات التطبيق حيث لا تكون متطلبات الطاقة مرتفعة بشكل خاص ، تكون متطلبات المسافة وعرض النطاق الترددي مرتفعًا ، ويمكن اعتبار أنواع أخرى من مصادر الضوء بالاشتراك مع ألياف بصرية أحادية الوضع.

لا يمكن أن تستخدم ثنائيات الليزر ذات الألياف عالية الطاقة أليافًا بصريًا أحادي الوضع ، ويرجع ذلك أساسًا إلى مشاكل مثل عدم تطابق الوضع ، والاختلافات في الحجم الفوري ، وجودة الشعاع غير المتسقة. في التطبيقات العملية ، من أجل تحقيق أفضل أداء لإرسال وتطبيق التطبيق ، يجب اختيار مجموعة الألياف ومجموعة مصدر الضوء بشكل معقول وفقًا للاحتياجات المحددة.

معلومات الاتصال:

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