Fasergekoppelt

 

Fasergekoppelte Laserdioden sind eine Technologie, die Laserdioden mit optischen Fasern koppelt und dazu dient, Laserenergie von Laserdioden zur Übertragung an optische Fasern zu koppeln. Diese Technologie kombiniert die Miniaturisierung und hohe Effizienz von Laserdioden mit der Flexibilität und den Fernübertragungsfähigkeiten optischer Fasern und überwindet damit die Beschränkungen, die herkömmliche Laser an ihrem Einsatzort aufstellen müssen. Der Prozess der Laserdiodenkopplung an eine optische Faser besteht darin, eine Reihe optischer Elemente (Linsen) zu verwenden, um die genaue Anpassung und Ausrichtung des Kerndurchmessers der optischen Faser zu unterstützen und so den von der Laserdiode emittierten Laser in die optische Faserleitung einzukoppeln Übertragung. Da der von der Laserdiode emittierte Laser divergent ist, ist der Nullabstandsfleck auch viel größer als der Durchmesser des Glasfaserkerns, sodass eine Linse erforderlich ist, um den Verlust zu reduzieren. Fasergekoppelte Laserdioden werden häufig in verschiedenen Szenarien eingesetzt, in denen Laserlichtquellen erforderlich sind, z. B. als übliche Pumpquellen für Faserlaser oder Festkörperlaser, tragbare Laser-Schönheitsgeräte usw. Durch die Übertragung über optische Fasern besteht das Problem der Richtungsänderung der Laser aufgrund seiner starken Kollimation gelöst werden kann und gleichzeitig das Gewicht des Handgeräts reduziert wird.

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Brandnew liefert fasergekoppelte Laserdioden mit professioneller Kopplungstechnologie, die zahlreiche Vorteile bieten, z. B. kompaktes Design, stabile Ausgangsleistung, hohe Leistung, hohe Effizienz und praktische Verpackung. Durch die präzise Bearbeitung und sorgfältige Ausrichtung aller optischen Elemente im Inneren des Moduls kann der Strahl in eine optische Faser eingekoppelt werden. Verfügbar für einen breiten Wellenlängenbereich (375 nm-1940m) mit Ausgangsleistungen von Milliwatt bis Kilowatt bei Faserdurchmessern ab 50 µm. Zahlreiche Funktionen, einschließlich Konfigurationen zur Linienverengung und Wellenlängenstabilisierung sowie Überwachungsoptionen.

Das aus der Faser austretende Licht hat ein kreisförmiges und gleichmäßiges Intensitätsprofil.

Dadurch können die Laserdioden und der Kühlkörper entfernt vom Einsatzort des Laserlichts angebracht werden.

Defekte fasergekoppelte Diodenlaser können problemlos ausgetauscht werden, ohne die Ausrichtung des Gerätes, an dem das Licht verwendet wird, zu verändern.

Fasergekoppelte Geräte lassen sich problemlos mit anderen Glasfaserkomponenten kombinieren.

Multimode-fasergekoppelte Laserdiode

Fasergekoppelte Laserdiode mit stabilisierter Wellenlänge

Singlemode-fasergekoppelte Laserdiode

‌Fasergekoppelte Laserdioden sind ein technisches Produkt, das eine Laserdiode an eine optische Faser koppelt. Es dient dazu, Laserenergie von der Laserdiode zur Übertragung in die optische Faser einzukoppeln. Diese Technologie kombiniert die Miniaturisierung und hohe Effizienz von Laserdioden mit der Flexibilität und der Fähigkeit zur Übertragung über große Entfernungen von optischen Fasern und durchbricht damit die Einschränkungen des herkömmlichen Lasereinsatzes.

Das Funktionsprinzip einer fasergekoppelten Laserdiode umfasst hauptsächlich die Lasererzeugung, die Faserübertragung, den Kopplungsmechanismus und die Kontrolle der Strahlqualität. Eine Laserdiode ist ein Gerät mit einer Halbleitermaterialstruktur, das unter geeigneten äußeren Bedingungen (z. B. Strominjektion) eine Lichtverstärkung erreicht und letztendlich Laserlicht mit hoher Helligkeit und hoher Kohärenz ausgibt. Als Medium für die Laserübertragung bietet Glasfaser erhebliche Vorteile wie geringe Verluste, hohe Durchlässigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen elektromagnetische Störungen. Die Linse kann den Strahl der Laserdiode präzise auf den Kern der optischen Faser fokussieren und so eine effiziente Übertragung optischer Signale erreichen.

Fasergekoppelte Laserdioden werden häufig in den Bereichen Schneiden, Pumpen, Schönheitspflege, wissenschaftliche Forschung, LDI-Belichtung und anderen Bereichen eingesetzt. Es kann den Laser zur Verwendung an einen entfernten Ort übertragen, wodurch das Ende der Lichtquelle leichter und besser für den Handgebrauch geeignet ist. Darüber hinaus können fasergekoppelte Laserdioden oder -module Arbeitsmaterialien effizient anregen und die Arbeitseffizienz verbessern, ohne zu viel internen Platz einzunehmen.

‌Der Grund, warum die Laserdiode vor der Faserkopplung kollimiert werden muss, besteht darin, die Kopplungseffizienz und Strahlqualität zu verbessern. Unter Kollimation versteht man die Einstellung des von der Laserdiode emittierten Strahls auf einen kleineren Divergenzwinkel mithilfe eines Faserkollimators zur besseren Einkopplung in die Faser. Die Kollimation kann die Kopplungseffizienz deutlich verbessern, den Lichtenergieverlust reduzieren und die Strahlqualität verbessern.

Zu den Gründen für die Kollimation von Laserdioden zählen vor allem folgende Aspekte:

Verbesserung der Kopplungseffizienz: Durch Kollimation kann sichergestellt werden, dass der von der Laserdiode emittierte Strahl besser auf die Empfangsendfläche der Faser ausgerichtet ist, wodurch die Kopplungseffizienz verbessert wird. Die Verbesserung der Kopplungseffizienz bedeutet, dass mehr Lichtenergie effektiv in die optische Faser übertragen wird, wodurch der Energieverlust reduziert wird.

Verbessern Sie die Strahlqualität: Der kollimierte Strahl hat einen kleineren Divergenzwinkel, was bedeutet, dass der Strahl während der Übertragung eine bessere Ausrichtung und Fokussierung beibehalten kann, wodurch die Qualität des Strahls verbessert wird. Dies ist wichtig für Anwendungen, die hochpräzise Strahlen erfordern.

Übertragungsverlust reduzieren: Der kollimierte Strahl kann die Übertragungskapazität der Glasfaser effektiver nutzen und so den durch Strahldivergenz verursachten Übertragungsverlust reduzieren. Dies ist besonders wichtig bei der Übertragung über große Entfernungen, um Signalstabilität und Zuverlässigkeit zu gewährleisten.

Insbesondere wird der Kollimationsprozess typischerweise durch die Verwendung von Faserkollimatoren erreicht, einer Technik, die die Endfläche einer optischen Faser auf einen Kollimator ausrichtet. Die Funktion des Kollimators besteht darin, die Emissionsendfläche der optischen Faser so einzustellen, dass sie mit der Strahlrichtung der Laserdiode übereinstimmt, um sicherzustellen, dass der Strahl mit dem kleinsten Divergenzwinkel in die optische Faser eintreten kann. Dieser Prozess erfordert eine präzise Einstellung der Position und des Winkels des Faserkollimators, um eine optimale Strahlausrichtung und Kopplungseffizienz sicherzustellen.

 

Bei der Freiraum-Laserdiodenausgabe handelt es sich um eine Technologie, die Lichtwellen nutzt, um sich im freien Raum (z. B. Atmosphäre und Vakuum) auszubreiten und Informationen zu übertragen. Es sendet modulierte Lichtsignale über den Sender, breitet sich im freien Raum aus und wird vom Empfänger empfangen und demoduliert, um eine Informationsübertragung zu erreichen. Das Übertragungsmedium der räumlichen optischen Kommunikation ist der freie Raum, einschließlich Atmosphäre und Vakuum. Für diese Übertragungsmethode sind keine physischen Medien erforderlich, sie wird jedoch stark von der Umgebung wie atmosphärischen Störungen und Wetterbedingungen beeinflusst. In Bezug auf die Übertragungsentfernung und die Fähigkeit zur Entstörung ist die Übertragungsentfernung des Freiraum-Laserdiodenausgangs im Allgemeinen kurz und wird durch die atmosphärischen Bedingungen und die Empfindlichkeit des Empfängers begrenzt. Theoretisch kann jedoch eine sehr hohe Bandbreite erreicht werden. In Bezug auf Anwendungsszenarien wird die Freiraum-Laserdiodenausgabe hauptsächlich in speziellen Umgebungen wie der Satellitenkommunikation, der Erforschung des Weltraums und der Drohnenkommunikation eingesetzt.

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Bei der fasergekoppelten Laserdiodenausgabe handelt es sich um eine Technologie, bei der sich Lichtwellen zur Übertragung von Informationen in optischen Fasern ausbreiten. Lichtwellenleiter bestehen meist aus Quarzglas oder Kunststoff. Durch das Prinzip der Totalreflexion in Lichtwellenleitern werden optische Signale im Inneren der Lichtwellenleiter mehrfach reflektiert und so eine Übertragung über große Entfernungen erreicht. Ein Faserkollimator ist ein optisches Element, das für die Ein- und Ausgabe verwendet wird. Es wandelt das von der Glasfaser übertragene divergente Licht durch eine vordere Konvexlinse in paralleles Licht (Gauß-Strahl) um, sodass das Licht mit maximaler Effizienz in das erforderliche Gerät eingekoppelt wird oder das optische Signal mit maximaler Effizienz empfängt. Die Übertragungsentfernung des fasergekoppelten Laserdiodenausgangs kann je nach Qualität der optischen Faser und der Signalverstärkungstechnologie Hunderte von Kilometern oder sogar noch mehr betragen. Darüber hinaus verfügt die Glasfaserkommunikation über eine starke Entstörungsfähigkeit und eine stabile Übertragung. Der fasergekoppelte Laserdiodenausgang wird häufig in festen oder mobilen Kommunikationsnetzen wie Telekommunikationsnetzen, dem Internet und Kabelfernsehen eingesetzt.

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In Bezug auf die Übertragungsentfernung und die Fähigkeit zur Entstörung ist die Übertragungsentfernung des Freiraum-Laserdiodenausgangs im Allgemeinen kurz und wird durch die atmosphärischen Bedingungen und die Empfindlichkeit des Empfängers begrenzt. Theoretisch kann jedoch eine sehr hohe Bandbreite erreicht werden. Die Übertragungsentfernung des fasergekoppelten Laserdiodenausgangs kann je nach Qualität der optischen Faser und der Signalverstärkungstechnologie Hunderte von Kilometern oder sogar noch mehr betragen. Darüber hinaus verfügt die Glasfaserkommunikation über eine starke Entstörungsfähigkeit und eine stabile Übertragung.

In Bezug auf Anwendungsszenarien wird die Freiraum-Laserdiodenausgabe hauptsächlich in speziellen Umgebungen wie der Satellitenkommunikation, der Erforschung des Weltraums und der Drohnenkommunikation eingesetzt. Der fasergekoppelte Laserdiodenausgang wird häufig in festen oder mobilen Kommunikationsnetzen wie Telekommunikationsnetzen, dem Internet und Kabelfernsehen eingesetzt.

Der Schlüssel zur Verlängerung der Lebensdauer der fasergekoppelten Laserdiode liegt in der richtigen Verwendung und Wartung. Fasergekoppelte Laserdioden sind ein technisches Produkt, das Laserenergie von einer Laserdiode in eine optische Faser einkoppelt. Ihre Lebensdauer wird von vielen Faktoren beeinflusst, darunter Arbeitsumgebung, Temperaturkontrolle und Schutzmaßnahmen während des Gebrauchs.

Zunächst einmal ist die Aufrechterhaltung einer geeigneten Arbeitsumgebung ein wichtiger Faktor für die Verlängerung der Lebensdauer fasergekoppelter Laserdioden. Laserdioden sind sehr temperaturempfindlich und zu hohe Temperaturen beschleunigen die Alterung des Geräts. Daher ist ein Kühler zur Temperaturkontrolle erforderlich. Stellen Sie nach dem Einschalten des Kühlers sicher, dass der Wasserfluss gleichmäßig und blasenfrei ist, um Schäden an der Laserröhre durch Blasen zu vermeiden.

Zweitens sind auch regelmäßige Inspektionen und Wartungen der Geräte notwendige Maßnahmen. Einschließlich der Überprüfung, ob der Wasserfluss und der Wasserschutz ordnungsgemäß funktionieren, ob sich Schmutz um den Hochspannungsstecker herum oder zu nahe am Metall befindet, und die Vermeidung des Einfrierens des Kühlwassers in einer Umgebung mit niedrigen Temperaturen können diese Maßnahmen den Service effektiv verlängern Lebensdauer der Laserröhre.

Darüber hinaus sind eine angemessene Nutzung und die Vermeidung übermäßiger Belastung auch der Schlüssel zur Verlängerung der Lebensdauer fasergekoppelter Laserdioden. Bei der Verwendung sollte darauf geachtet werden, die vom Gerät angegebene maximale Leistung und Stromstärke nicht zu überschreiten, um eine vorzeitige Alterung des Geräts durch übermäßige Beanspruchung zu vermeiden.

Schließlich ist die Einhaltung der korrekten Installations- und Betriebsverfahren auch die Grundlage für den langfristig stabilen Betrieb fasergekoppelter Laserdioden. Durch eine korrekte Installation können Schäden durch unsachgemäßen Betrieb reduziert werden, während durch die Einhaltung der Betriebsabläufe Geräteausfälle aufgrund von Fehlbedienung vermieden werden können.

Die Form des Ausgangsstrahls der optischen Faser hängt normalerweise vom Fasertyp und der spezifischen Anwendung ab. ‌ Die Form des von der optischen Faser ausgegebenen Strahls kann Multimode oder Singlemode sein. Die spezifischen Formen umfassen kreisförmig, elliptisch usw., abhängig von der Konstruktion und den Verwendungsbedingungen der optischen Faser.

Die Art der Faser hat einen wesentlichen Einfluss auf die Strahlform. Die Strahlform von „Multimode-Fasern“ ist normalerweise divergenter, da sich das Licht in Multimode-Fasern auf unterschiedlichen Wegen ausbreitet und mehrere Moden erzeugt. Diese Modi führen dazu, dass sich der Strahl während der Ausbreitung schneller ausbreitet und die Strahlform komplexer wird. Im Gegensatz dazu ermöglicht eine Singlemode-Glasfaser nur die Ausbreitung eines Modus, sodass die Strahlform konzentrierter und die Ausbreitungsstrecke länger ist, was sie für Anwendungen geeignet macht, die eine Übertragung über große Entfernungen erfordern.

Die von einer optischen Faser ausgegebene Strahlform wird auch vom Faserdesign und den Nutzungsbedingungen beeinflusst. Beispielsweise kann die Faserkopplungstechnologie den von der Faser ausgegebenen Lichtstrahl in eine kreisförmige oder andere spezifische Form bringen, um unterschiedliche Anwendungsanforderungen zu erfüllen. Durch Anpassen der numerischen Apertur und der Übertragungswellenlänge der Faser können Fokus und Form des Strahls optimiert werden. Darüber hinaus beeinflusst die Brechungsindexverteilung der optischen Faser auch den Ausbreitungsmodus und die Form des Lichtstrahls. Die Faser mit abgestuftem Brechungsindex und die Faser mit abgestuftem Brechungsindex weisen eine unterschiedliche Strahldurchlässigkeit auf.

Der Hauptunterschied zwischen fasergekoppelten Singlemode-Laserdioden und fasergekoppelten Multimode-Laserdioden besteht in den verschiedenen Arten von optischen Fasern, die sie unterstützen. Eine fasergekoppelte Singlemode-Laserdiode ist für Singlemode-Lichtwellenleiter geeignet, während eine fasergekoppelte Multimode-Laserdiode für Multimode-Lichtwellenleiter geeignet ist.

Zu den Eigenschaften von fasergekoppelten Singlemode-Laserdioden gehören:

Anpassungsfähigkeit des Fasertyps: Die fasergekoppelte Singlemode-Laserdiode wurde speziell für Singlemode-Lichtwellenleiter entwickelt, die einen kleinen Modenfelddurchmesser und Kerndurchmesser haben, normalerweise zwischen 8 und 10 Mikrometern, und einen einzelnen optischen Modus mit großer Übertragungsbandbreite übertragen können lange Übertragungsstrecke.

Übertragungseigenschaften: Einmodenfasergekoppelte Laserdioden können die Modusintegrität optischer Signale aufrechterhalten, Übertragungsverluste reduzieren und eignen sich für Hochgeschwindigkeits-Glasfaserkommunikationssysteme über große Entfernungen.

Anwendungsszenarien: Aufgrund der hervorragenden Übertragungsleistung von fasergekoppelten Singlemode-Laserdioden werden sie häufig in optischen Mess- und Testbereichen wie Stadtnetzen und Backbone-Netzwerken eingesetzt, die eine hohe Präzision und Stabilität erfordern.

Zu den Eigenschaften einer fasergekoppelten Multimode-Laserdiode gehören:

Anpassungsfähigkeit des Fasertyps: Multimode-fasergekoppelte Laserdioden eignen sich für Multimode-Fasern, die einen größeren Kerndurchmesser haben, normalerweise zwischen 50 und 400 Mikrometer, und mehrere Lichtmodi übertragen können.

Übertragungseigenschaften: Obwohl fasergekoppelte Multimode-Laserdioden niedrige Herstellungskosten haben und einfach zu koppeln sind, eignen sie sich für Glasfaserkommunikationssysteme mit kurzer Distanz und niedriger Geschwindigkeit. Aufgrund der Übertragung mehrerer Lichtmodi können jedoch Probleme wie Modendispersion auftreten, was zu einer Verschlechterung der Signalqualität führt.

Anwendungsszenarien: Multimode-fasergekoppelte Laserdioden eignen sich besser für Glasfaserkommunikationssysteme über kurze Entfernungen und niedrige Geschwindigkeiten, wie z. B. lokale Netzwerke.

Zusammenfassend besteht der Hauptunterschied zwischen fasergekoppelten Singlemode-Laserdioden und fasergekoppelten Multimode-Laserdioden darin, dass sie verschiedene Arten von optischen Fasern unterstützen. Eine fasergekoppelte Singlemode-Laserdiode eignet sich für Hochgeschwindigkeits-Glasfaserkommunikationssysteme über große Entfernungen, während eine fasergekoppelte Multimode-Laserdiode für Glasfaserkommunikationssysteme über kurze Entfernungen und niedrige Geschwindigkeit geeignet ist.

Die wellenlängenstabilisierte Technologie der fasergekoppelten Laserdiode ist eine Technologie, die dafür sorgt, dass die Wellenlänge des von der Laserdiode emittierten Lichts stabil bleibt. ‌ Durch die Wellenlängenverriegelung kann sichergestellt werden, dass die Ausgangswellenlänge des Lasers innerhalb eines bestimmten Bereichs unverändert bleibt und nicht durch Umgebungsfaktoren wie Temperaturänderungen beeinflusst wird.

Die wellenlängenstabilisierte Technologie fasergekoppelter Laserdioden basiert hauptsächlich auf dem Volumen-Bragg-Gitter (VBG) und anderen verwandten Technologien. VBG reduziert die Empfindlichkeit gegenüber Umgebungstemperatur und Vibration durch reflektierendes Volumen-Bragg-Gitter (R-VBG) und erreicht so Wellenlängenstabilität und Linienbreitenkomprimierung von Hochleistungs-Halbleiterlasern. Diese Technologie wählt den Rückkopplungsmechanismus so aus, dass die von jeder Einheit im externen Hohlraum des Laser-Arrays emittierte Lichtwelle selektiv zur benachbarten Einheit zurückgekoppelt wird, wodurch eine Phasenverriegelung des externen Hohlraums des Laser-Arrays erreicht wird, was die Qualität und Stabilität des Strahls erheblich verbessert Ausgabe. ‌Wellenlängenstabilisiert wird häufig verwendet, insbesondere bei Anwendungen, die hohe Präzision und Stabilität erfordern. Beispielsweise können wellenlängenstabilisierte Laserdioden in der Laserbearbeitung, in medizinischen Anwendungen und in Kommunikationssystemen eine zuverlässigere und konsistentere Leistung bieten und so einen stabilen Betrieb des Systems und eine qualitativ hochwertige Ausgabe gewährleisten. Darüber hinaus wird wellenlängenstabilisierte Technologie auch in Glasfaserkommunikationssystemen eingesetzt, um die Stabilität und Zuverlässigkeit der Signalübertragung sicherzustellen.

TEC (thermoelektrischer Kühler) in fasergekoppelten Laserdioden wird hauptsächlich zur Steuerung der Temperatur des Lasers verwendet, um eine stabile Leistung des Lasers sicherzustellen. TEC hält wichtige Parameter wie Laserwellenlänge, optische Leistung und Effizienz durch die Regulierung der Temperatur innerhalb eines voreingestellten Bereichs und verbessert so die Gesamtleistung und Zuverlässigkeit des Systems.

‌Die Fotodiode in der fasergekoppelten Laserdiode wird hauptsächlich zum Empfang und zur Erkennung optischer Signale sowie zur Bereitstellung von Rückkopplungssteuersignalen verwendet. Die Fotodiode dient dazu, über Lichtwellenleiter übertragene optische Signale zu empfangen und in elektrische Signale umzuwandeln. Diese Umwandlung basiert auf dem photoelektrischen Effekt, d. h. die Energie von Photonen regt Elektronenübergänge an, um Strom zu erzeugen, wodurch die Erkennung optischer Signale realisiert wird. ‌ Durch das erkannte optische Signal kann die Fotodiode ein Rückkopplungssignal zur Steuerung der Ausgangsleistung und Stabilität der Laserdiode liefern. Dies trägt dazu bei, die Qualität und Effizienz der Laserleistung sicherzustellen. ‌

‌Thermistoren in fasergekoppelten Laserdioden werden hauptsächlich zur Temperaturkontrolle und zum Schutz verwendet. ‌Als Temperatursensor können Thermistoren die Temperatur von Laserdioden überwachen, um sicherzustellen, dass sie innerhalb des normalen Betriebstemperaturbereichs arbeiten, und Schutzmechanismen auslösen, wenn die Temperatur zu hoch ist, um Geräteschäden zu verhindern‌

Der rote Zielstrahl in der fasergekoppelten Laserdiode wird hauptsächlich zur Fokusanzeige verwendet und hilft dabei, den Übertragungsweg des Lasers anzupassen und präzise zu positionieren.

Zu den Hauptvorteilen abnehmbarer Fasern in Laserdioden gehören die einfache Wartung und der einfache Austausch sowie die erhöhte Flexibilität und Lebensdauer der Geräte. ‌

Erstens erleichtert das abnehmbare Design der optischen Faser die Wartung und den Austausch. Wenn die optische Faser beschädigt ist oder aufgerüstet werden muss, kann der Benutzer die optische Faser zum Austausch einfach entfernen, ohne dass komplexe Reparaturen am gesamten Gerät erforderlich sind, was Zeit und Kosten spart. ‌

Zweitens verbessert dieses Design die Flexibilität der Ausrüstung. Da die Glasfaser abnehmbar ist, können Benutzer je nach Anwendungsanforderungen verschiedene Glasfasertypen oder -spezifikationen auswählen, ohne das gesamte Gerät kaufen zu müssen, was besonders in Fällen nützlich ist, in denen die Verwendungsszenarien variieren. ‌

Schließlich trägt auch die abnehmbare Ausführung der Lichtleitfaser dazu bei, die Lebensdauer der Geräte zu erhöhen. Durch den regelmäßigen Austausch der Glasfaser kann verhindert werden, dass die Leistung des gesamten Systems durch Alterung oder Beschädigung der Glasfaser beeinträchtigt wird, wodurch die Lebensdauer der Geräte verlängert wird. ‌

Brandnew Technology, einer der führenden Hersteller und Lieferanten von Diodenlasern in China, verfügt über eine professionelle Fabrik, die hochwertige fasergekoppelte Diodenlaser, Faserdioden, fasergekoppelte Laser, Multimode-Faserlaser und Singlemode-Faserlaser herstellt und zu wettbewerbsfähigen Preisen verkauft. Willkommen beim Großhandel mit unseren in China hergestellten Produkten.