Приложение на 1550NM влакнести лазери

1550 nm фибри лазериis 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 Комуникации, лидар, медицинско лечение, индустриална обработка и национална отбрана.

In recent years, with the rapid development of fiber laser technology, 1550 nm lasers have made significant breakthroughs in power, beam quality, and tunability. This article systematically introduces the technical principles and core advantages of 1550 nm fiber lasers, and discusses in detail its specific applications in various industries. Finally, it looks forward to future development trends.

Технически принципи и предимства на 1550 nm влакнести лазери
1. принцип на работа
1550 nm fiber lasers usually use erbium-doped fiber as the gain medium and 980 nm or 1480 nm laser diodes (LDs) as pump sources. When erbium ions (Er³⁺) absorb the energy of pump light, energy level transitions occur and emits laser light with a wavelength of 1550 nm during relaxation. Its energy level transition process Може да се опрости, както следва:

Основно състояние (⁴i₁₅/₂) → Въртящо състояние (⁴i₁₃/₂): 1550 nm фотони се генерират чрез нерадиационни преходи .

В Erbium-Ytterbium Co-Eged Fibers Ytterbium йони (YB³⁺) могат да повишат ефективността на абсорбцията на помпата и да увеличат лазерната изходна мощност .

2. технически предимства

В сравнение с други лазери с дължина на вълната (като 1064 nm, 10,6 µm лазери на Co₂), 1550 nm лазери от влакна имат следните предимства:

Безопасност на очите

The retinal hazard factor (MPE, Maximum Permissible Exposure) of 1550 nm lasers is much lower than that of visible light and near-infrared lasers (such as 1064 nm), making it safer in open environments (such as lidar, military applications).

Загуба на ниско предаване на влакна

1550 nm се намира в третия прозорец за предаване на кварцово влакно (C лента, 1530-1565 nm), със загуба само около 0 . 2 dB/km, което е подходящо за оптични комуникации на дълги разстояния.

Високо качество и стабилност на лъча

Структурата на вълновода на лазера на влакната му придава качество на лъча близо до дифракционната граница (m²≈1), което е подходящо за прецизна обработка и оптично сензор .

Настройка и тесна ширина на линията

Чрез Fiber Bragg решетка (FBG) или настройващ се филтър, настройка на дължината на вълната (като 1520-1620 nm) и тесен изход на Line Line на ниво kHz, който е подходящ за кохерентна оптична комуникация и лазерна спектроскопия .

Мащабируемост на висока мощност

Използвайки структурата на усилвателя на главния осцилатор (MOPA), лазерът от влакна от 1550 nm може да постигне изход на ниво на киловат на ниво киловат, отговарящ на нуждите на индустриалното рязане, лидар и т.н. .

Основни приложения на 1550 nm влакнести лазери
1. Оптична комуникация и предаване на данни
1550 nm е основната дължина на вълната на оптичната комуникация, а основните му приложения включват:

(1) Оптична комуникация на дълги разстояния
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) Мултиплексиране на отдел с плътна дължина на вълната (DWDM)
В центрове за данни и 5G мрежи DWDM технологията използва множество канали за дължина на вълната (като каналите 40/80/160) близо до 1550 nm за постигане на високоскоростно предаване на данни и подобряване на използването на честотната лента .

(3) Кохерентна оптична комуникация
Тесна ширина на линията 1550 nm лазери (ширина на линията<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 и дистанционно наблюдение
(1) Автономен шофьорски лидар
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) Атмосферно дистанционно наблюдение и метеорологично наблюдение
Диференциален абсорбционен лидар (набиране) използва 1550 nm лазери за откриване на водна пара (H₂O) и концентрации на въглероден диоксид (CO₂) в атмосферата за климатични изследвания и мониторинг на замърсяването .

3. Медицински и био изображения
(1) Лазерна красота и лечение на кожата
1550 nm Неаблативни фракционни лазери (като Fraxel) могат да стимулират регенерацията на колагена и се използват за козметични приложения като отстраняване на бръчки и възстановяване на белези .

При съдово лечение 1550 nm лазерите могат селективно да загреят хемоглобин за затворено лечение на паякови вени и разширени вени .

(2) Оптична кохерентна томография (OCT)
1550 nm OCT системи (като офталмологичен OCT) имат по -дълбока дълбочина на проникване на тъканите (~ 2 mm) и могат да се използват за ранна диагностика на ретинални заболявания и глаукома .

4. Промишлена обработка и сензор
(1) Прецизна обработка на материали
1550 nm лазерите са подходящи за фино рязане и маркиране на пластмаси и полимерни филми и се използват широко в електронни опаковки и гъвкаво производство на вериги .

(2) Оптично сензорно фибри
1550 nm сензори на базата на решетки за браг на влакна (FBGs) могат да се използват за наблюдение на напрежението и температурните промени в конструкции като мостове, самолети и нефтени тръбопроводи за постигане на структурен мониторинг на здравето (SHM) .

5. Защита и сигурност
(1) Оптична комуникация в свободното пространство (FSO)
Анти-интерференцията и ниската вероятност от характеристиките на прихващане (LPI) от 1550 nm лазер го правят идеален избор за военни поверителни комуникации .

(2) Инфрачервени противодействия и лазерно ослепяване
Лазерът с висока мощност 1550 nm може да се използва за пречат на инфрачервените ракети или като не-смъртоносно лазерно ослепително оръжие .

Бъдещи тенденции за развитие
Ултрабързи лазери от влакна
1550 nm фемтосекундните лазери имат широки перспективи за приложение в нелинейната оптика (като Terahertz Generation) и Micro-Nano Processing .
Фотонна интеграция и силиконова фотоника
1550 nm лазерни чипове на базата на силиконова фотоника може да намали цената на оптичните комуникационни модули и да насърчи развитието на оптичната взаимовръзка в центровете за данни .
Квантова комуникация и изчисления
1550 nm Източниците на единични фотони имат голяма стойност при разпределението на квантовите ключове (QKD) и оптичните квантови изчисления .

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 индустрия .

Информация за контакт:

Ако имате някакви идеи, не се колебайте да говорите с нас ., независимо къде са нашите клиенти и какви са нашите изисквания, ние ще следваме целта ни да предоставим на нашите клиенти висококачествени, ниски цени и най -добрата услуга .