Applicering av 1550 nm fiberlasrar

1550 nm fiberlasraris a mid-infrared laser based on Erbium-doped Fiber (EDF) or Er/Yb Co-doped Fiber (Er/Yb Co-doped Fiber). Because its wavelength is within the eye-safe range and highly matches the lowest loss window (~0.2 dB/km) of quartz fiber, 1550 nm lasers are widely used in optical communications, Lidar, medicinsk behandling, industriell bearbetning och nationellt försvar.

Under de senaste åren, med den snabba utvecklingen av fiberlaserteknologi, har 1550 nm lasrar gjort betydande genombrott i makt, strålkvalitet och inställbarhet . Denna artikel Systematiskt introducerar de tekniska principerna och kärnfördelarna med 1550 nm fiber Lasers, och diskuterar i detalj dess specifika applikationer inom olika industrier {} ser slutligen, det ser ut}}}}}}}}}}}}}}}}} ser slutligen till}}}} slutligen, det ser slutligen till})

Tekniska principer och fördelar med 1550 nm fiberlasrar
1. Arbetsprincip
1550 nm fiberlasrar använder vanligtvis Erbium-dopad fiber som förstärkningsmedium och 980 nm eller 1480 nm laserdioder (LDS) som pumpkällor . när erbiumjoner (er³⁺) absorberar energiljuset, energinivåövergångar inträffar och avger laserljus med en wavel-längd av 1550 nm under relaxation {6 {can can can can {can bease can be den enkla platsen för en enkel nivå) för enkla nivåer för enkla {can can can {can can bease {can be en simpiation can be be can be be we {can be be be can be be be be be be be be we can be can be can be can be be be be we the be can be can be can be can can can can can på följande sätt:

Markatillstånd (⁴i₁₅/₂) → Excited State (⁴i₁₃/₂): 1550 nm fotoner genereras genom icke-strålande övergångar .

I Erbium-Ytterbium-dopade fibrer kan Ytterbiumjoner (YB³⁺) förbättra pumpens absorptionseffektivitet och öka laserutgångseffekten .

2. Tekniska fördelar

Jämfört med andra våglängdslasrar (såsom 1064 nm, 10,6 μm co₂ -lasrar) har 1550 nm fiberlasrar följande fördelar:

Ögonsäkerhet

Retinalriskfaktorn (MPE, maximal tillåten exponering) på 1550 nm-lasrar är mycket lägre än för synligt ljus och nästan infraröda lasrar (som 1064 nm), vilket gör det säkrare i öppna miljöer (som LIDAR, militära tillämpningar) .

Låg fiberöverföringsförlust

1550 nm är beläget i det tredje överföringsfönstret i kvartsfiber (C-band, 1530-1565 nm), med en förlust på endast cirka 0 . 2 dB/km, vilket är lämpligt för långdistansoptisk kommunikation.

Hög strålkvalitet och stabilitet

Vågledarstrukturen för fiberlaseren ger den en strålkvalitet nära diffraktionsgränsen (M²≈1), som är lämplig för precisionsbearbetning och optisk avkänning .

Inställbarhet och smal linjebredd

Genom Fiber Bragg Griting (FBG) eller inställbart filter kan våglängdsinställning (såsom 1520-1620 nm) och KHZ-nivå smal linjeutgång uppnås, vilket är lämpligt för sammanhängande optisk kommunikation och laserspektroskopi .}

Högeffektskalbarhet

Med hjälp av Master Oscillator Power Amplifier (MOPA) -strukturen kan 1550 nm fiberlaser uppnå watt-nivå till kilowatt-nivå-utgången, tillgodose behoven av industriskärning, lidar, etc .

Huvudsakliga tillämpningar av 1550 nm fiberlasrar
1. Fiberoptisk kommunikation och dataöverföring
1550 nm är kärnvåglängden för optisk kommunikation, och dess huvudsakliga tillämpningar inkluderar:

(1) Långdistansfiberoptisk kommunikation
The low loss characteristics of 1550 nm lasers make it the preferred light source for submarine optical cables and intercontinental communications. For example, the trans-Pacific submarine optical cable system mainly uses dense wavelength division multiplexing (DWDM) technology in the C band (1530-1565 nm), and the single-fiber transmission capacity can reach more than 100 Tbps .

(2) Tät våglängdsdelning multiplexering (DWDM)
I datacenter och 5G-nätverk använder DWDM-teknik flera våglängdskanaler (såsom 40/80/160 kanaler) nära 1550 nm för att uppnå höghastighetsdataöverföring och förbättra fiberbandbreddutnyttjandet .}

(3) Sammanhängande optisk kommunikation
Smal linjebredd 1550 nm lasrar (linjebredd<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 och fjärravkänning
(1) Autonom körning lidar
Compared with 905 nm LiDAR, 1550 nm LiDAR has stronger atmospheric penetration and eye safety, and has become the mainstream choice for high-end autonomous driving (such as Waymo and Luminar). For example, Luminar's IRIS LiDAR uses a 1550 nm fiber laser with a detection distance of up to 250 meters.

(2) Atmosfärisk fjärravkänning och meteorologisk övervakning
Differentialabsorption Lidar (DIAL) använder 1550 nm -lasrar för att upptäcka vattenånga (H₂O) och koldioxidkoncentrationer (CO₂) i atmosfären för klimatforskning och övervakning av föroreningar .}

3. Medical och Bio-Imaging
(1) Laserskönhet och hudbehandling
1550 nm icke-ablativa fraktionella lasrar (såsom fraxel) kan stimulera kollagenregenerering och används för kosmetiska applikationer såsom rynkaborttagning och ärrreparation .

Vid vaskulär behandling kan 1550 nm -lasrar selektivt värma hemoglobin för stängd behandling av spindelår och åderbråck .

(2) Optisk koherentomografi (OCT)
1550 nm OCT -system (såsom oftalmiskt OCT) har ett djupare vävnadsgenomträngningsdjup (~ 2 mm) och kan användas för tidig diagnos av näthinnesjukdomar och glaukom .

4. Industriell bearbetning och avkänning
(1) Precisionsmaterialbehandling
1550 nm -lasrar är lämpliga för fin skärning och markering av plast och polymerfilmer och används ofta i elektronisk förpackning och flexibel kretstillverkning .

(2) fiberoptisk avkänning
1550 nm -sensorer baserade på fiber Bragg -galler (FBG) kan användas för att övervaka belastning och temperaturförändringar i strukturer såsom broar, flygplan och oljeledningar för att uppnå strukturell hälsoövervakning (SHM) .

5. Försvar och säkerhet
(1) Optical Communication (FSO) (FSO) (FSO)
Anti-interferensen och låg sannolikhet för avlyssningsegenskaper (LPI) för 1550 nm laser gör det till ett idealiskt val för militär konfidentiell kommunikation .

(2) Infraröda motåtgärder och laserblindning
Högeffekt 1550 nm laser kan användas för att störa infraröda guidade missiler eller som ett icke-dödligt laser-bländande vapen .

Framtida utvecklingstrender
Ultrasnabb fiberlasrar
1550 nm femtosekundlasrar har breda tillämpningsmöjligheter inom olinjär optik (som terahertz-generation) och mikro-nano-bearbetning .
Fotonisk integration och kiselfotonik
1550 nm laserchips baserat på kiselfotonik kan minska kostnaden för optiska kommunikationsmoduler och främja utvecklingen av optisk samtrafik i datacentra .
Kvantkommunikation och dator
1550 nm enstaka fotonkällor har stort värde i kvantnyckelfördelning (QKD) och optisk kvantberäkning .

1550 nm fiber lasers have become key technologies in optical communications, lidar, medical and defense fields due to their advantages such as eye safety, low loss and high beam quality. In the future, with the development of ultrafast lasers, photonic integration and quantum technology, the application scope of 1550 nm fiber lasers will be further expanded, promoting continuous innovation in the optoelectronics industri .

Kontaktinformation:

Om du har några idéer, känn dig fri att prata med oss ​​. oavsett var våra kunder är och vad våra krav är, kommer vi att följa vårt mål att ge våra kunder hög kvalitet, låga priser och bästa service .