Im Laufe der Evolution der Lasertechnologie hat sich die Laserfamilie ständig erweitert, traditionelle Laser haben seit langem die Dominanz einnimmt, mit der Tiefe der wissenschaftlichen Forschung und technologischen Innovationen hat der Einmodus-Faserlaser mit seinen Eigenschaften in vielen Bereichen herausragend aufgetreten. Der Vergleich eines Single-Mode-Faserlasers mit herkömmlichen Lasern bietet einen klaren Einblick in seinen Charme und die neuen Veränderungen und unendlichen Möglichkeiten, die er für Laseranwendungen bietet.
1. Strahlqualität: nahezu schöne Ausgabe
Der Strahl des herkömmlichen Lasers ist komplexer und die Strahlqualität ist ungleichmäßig. Mit dem üblichen Feststofflaser zum Beispiel gibt es mehrere Oszillationsmuster im Inneren, was zu einer schweren Vorwellenververzerrung des Ausgangsstrahls führt und zu einem größeren Strahlenausfallwinkel. Bei der Materialbearbeitung kann dies dazu führen, dass die Flecken auf sehr kleine Größen schwer fokussiert werden können und die Bearbeitungsgenauigkeit eingeschränkt ist.
Der Einmodus-Faserlaser ist ganz anders, er liefert durch seine Einmodus-Übertragungseigenschaften einen nahezu schönen Gaussiastrahlen. Der Strahlmassenfektor M² kann sich unendlich an 1 nähern und der Strahlenausfallwinkel ist sehr klein. Bei der Langstreckentransmission kann der Strahl eine hohe Richtung und Stabilität und eine hohe Energiekonzentration aufrechterhalten. Im Bereich der Laserkommunikation ermöglicht diese Eigenschaft eine geringe Signalverdämpfung und ermöglicht die Übertragung von Daten über sehr lange Entfernungen und hohe Kapazitäten, um die Qualität der Kommunikation zu gewährleisten; Im Bereich der Laserbearbeitung kann man sich auf sehr kleine Flecken konzentrieren, eine ultrahohe Leistungsdichte erzielen, leicht das feine Gravieren, Schneiden und Schweißen des Materials zu erreichen, wie der Mikro-Einsatz von Schmuckschmuck, kann präzise auf einer sehr kleinen Metalloberfläche betrieben werden, ohne die Integrität des Umgebungsmaterials zu beeinträchtigen, die Bearbeitungsgenauigkeit und die Produktqualität erheblich zu verbessern.
Energieumwandlungseffizienz: hohe Energieeinsparung
Der Energieumwandlungsprozess von herkömmlichen Lasern ist oft komplexer und besteht aus vielen Energieverlusten.
Einmodus-Faserlaser zeigen Vorteile bei der Energieumwandlung. Es verwendet optische Fasern als Verstärkungsmedium und Pumpenlicht wird in der optischen Faser effizient mit dopierten Ionen gekoppelt, um die Energieübertragung zu erreichen.
Struktur und Tragbarkeit: Kompakte und flexible Körperhaltung
Die Struktur eines herkömmlichen Lasers ist in der Regel komplexer und umfasst viele optische Komponenten, große Resonanzkammern und komplexe Kühlgeräte.
Einmodus-Faserlaser mit vollständiger Faserstruktur, die Pumpenquelle, Verstärkungsmedium, Resonanzkammer usw. in dünne Fasern integriert, ist die Gesamtstruktur kompakt und klein. Das Gewicht ist im Vergleich zu herkömmlichen Lasern deutlich geringer und ist einfach zu tragen und zu installieren.
Stabilität und Zuverlässigkeit: Dauerhafte Stabilität
Es gibt viele interne optische Komponenten von herkömmlichen Lasern, die stark von Umweltfaktoren beeinflusst werden. Schwankungen der Temperatur und Feuchtigkeit können zu Veränderungen der Brechungsfrequenz und der Kammerlänge der optischen Komponenten führen, was die Ausgangsleistung des Lasers beeinflusst, Leistungsdrift, Wellenlängendrifft und andere Probleme entstehen.
Die vollständige Faserstruktur eines Einmodus-Faserlasers reduziert die Umweltempfindlichkeit erheblich. Der optische Weg innerhalb der Faser wird von außen wenig gestört und kann eine stabile Ausgangsleistung in einem breiten Temperatur- und Feuchtigkeitsbereich aufrechterhalten. Die passive Faseroptik ist zuverlässig und braucht kaum Wartung, und aktive Teile wie Pumpenquellen haben auch eine längere Lebensdauer.
Erweiterung der Anwendungsbereiche: Eröffnung einer neuen Vielfalt von Anwendungen
Traditionelle Laser sind durch ihre eigene Leistung eingeschränkt und stehen vor vielen Herausforderungen, um Anwendungen in einigen aufstrebenden Bereichen zu erweitern. In den Spitzenbereichen der zellulären Mikroverarbeitung, der ultrafeinen Spektroanalyse sowie der aufstrebenden Quantenkommunikation und der optischen Quantenbrechnung in der Biomedizin können herkömmliche Laser schwer die hohen Anforderungen an die Qualität, Stabilität und Wellenlängenpräzision des Laserstrahls erfüllen.
Einmodus-Faserlasern zeigen durch ihre hervorragenden integrierten Leistungen ein großes Potenzial in diesen neuen Bereichen. Im biomedizinischen Bereich kann es für das präzise Schneiden und die Fusion von Zellen, die Manipulation von Optikpinzen bei der Genebearbeitung verwendet werden, um ihre hohe Energiedichte und feine Handhabung zu nutzen, um eine schädliche Intervention in die Zelle durchzuführen; In der Quantenkommunikation als stabile Einphotonenquelle bietet eine zuverlässige Sicherheit für die Verschlüsselung und Übertragung von Informationen; In der optischen Quantenbrechnung werden Photonen mit hoher Reinheit und hoher Kohärenz verwendet, um die revolutionäre Entwicklung der Rechentechnologie zu fördern. Gleichzeitig werden in den traditionellen Bereichen der Materialverarbeitung, des Laserradars und der Kommunikation Single-Mode-Faserlasern auch kontinuierlich tief kultiviert, um die Anwendungseffekte zu verbessern, die Anwendungsgrenzen zu erweitern und neue Impulse für die innovative Entwicklung verschiedener Branchen zu geben.