Einzel -Längsmodus im Vergleich zum einzelnen Quermodus -Laserdioden

LaserdiodeDie Modi sind in den Längsmodus und den Quermodus unterteilt. Der Längsmodus bezieht sich auf den stehenden Wellenmodus des Lasers in axialer Richtung der Resonanzhöhle, die die spektralen Eigenschaften bestimmt. Der Quermodus ist die Lichtfeldverteilung senkrecht zur Ausbreitungsrichtung, die den Strahlform und den Divergenzwinkel beeinflusst. Longitudinal -Modus -Laser geben nur eine einzelne Frequenz mit hoher spektraler Reinheit aus; Einzeltransvers -Modus -Laser (z. B. TEM₀₀ der grundlegenden Modus) haben eine Gaußsche Strahlverteilung und eine hervorragende räumliche Kohärenz. Laserdioden verschiedener Modi haben einzigartige Vorteile in den Bereichen Kommunikation, Erfassung und medizinische Behandlung. Die Auswahl des richtigen Modus ist entscheidend für die Anwendungsleistung.

Vergleich des Arbeitsprinzips
1. Laserdiode für Längsmodus
Resonant Hohlraumdesign:Oszillationen mit mehreren Längenmodus werden durch kurze Hohlraumlänge (z. Sein Kernzweck ist es, nur ein einzelner Längsmodus stabil zu bestehen und in der Längsmodusrichtung des Resonanzhohlraums zu oszillieren und zu verstärken, um ein longitudinales Licht auszugeben.
Spektralmerkmale:Es hat die Eigenschaften der schmalen Linienbreite, die normalerweise den MHz -Niveau erreichen können. Dies bedeutet, dass die Frequenzstabilität seines Ausgangslichts sehr hoch ist und der Frequenzschwankungsbereich sehr schmal ist. Dieses Merkmal hat es wichtig, wichtige Anwendungen im Bereich der hochpräzisen Spektroskopie zu haben. Beispielsweise ist in Raman -Spektroskopie -Experimenten zur präzisen Analyse der Materialzusammensetzung eine Lichtquelle mit stark stabiler Häufigkeit erforderlich, um die spektralen Eigenschaften, die dem Übergang von Materialmolekülen des Energieniveaus entsprechen, genau zu identifizieren; Gleichzeitig ist es auch im Bereich der optischen Kommunikation von entscheidender Bedeutung. Die schmale Linienbreite kann den Einfluss der Dispersion auf die Signalübertragung verringern und die Qualität und Kapazität der Kommunikation verbessern. Beispielsweise können in Hochgeschwindigkeits-Langstrecken-optischen Faserkommunikationssystemen Laserdioden für Längsschnittmodus besser sicherstellen, dass optische Signale mit geringer Verluste und qualitativ hochwertiger Übertragung von niedrigem Verlust und einer qualitativ hochwertigen Übertragung sicherstellen.
2. Laserdiode Single Querversemodus
Design der Wellenleiter -Struktur:Spezielle Wellenleiterstrukturen wie Ridge-Wellenleiter oder sich verjüngende Struktur werden hauptsächlich verwendet, um die Erzeugung von Quermodi hoher Ordnung zu begrenzen. Diese Strukturen beschränken den Ausbreitungsmodus des Lichts in der Querrichtung (in der Ebene senkrecht zur Lichtrichtung), so dass nur der grundlegende Modus (TEM₀₀ -Modus) stabil in die transversale Richtung übertragen werden kann, wodurch sichergestellt wird, dass der Ausgangs -Quertransvers -Modus Licht ist.
Strahlqualität:Der Fundamental -Modus (TEM₀₀) kann erreicht werden, und der M² -Faktor liegt in der Nähe von 1, was bedeutet, dass der Divergenzwinkel seines Ausgangsstrahls sehr klein ist. Einfach ausgedrückt, die Lichtergie des Lichts ist während der Ausbreitung stärker konzentriert, die Kollimation des Strahls ist besser und kann genauer auf die Zielposition konzentriert oder eine kleinere Punktgröße über einen längeren Abstand beibehalten. Dieser hochwertige Strahl ist für einige Anwendungen, die eine präzise Fokussierung erfordern, sehr wichtig. Beispielsweise kann im Bereich der Laserverarbeitung ein einzelner Quermodus -Laser mit einem kleinen Divergenzwinkel genauere Materialien genauer schneiden und schweißen, wodurch Probleme wie die reduzierte Verarbeitungsgenauigkeit aufgrund von Strahldivergenz vermieden werden.

Schlüsselparametervergleich

Anwendungsfeldvergleich

1. Laserdiode für Längsmodus
①Fiber optischer Kommunikationsfeld
Anwendung: Es spielt eine Schlüsselrolle in den DWDM -Systemen (Dense Wavelength Division Multiplexing). Due to its narrow line width, it can effectively reduce channel crosstalk, so that multiple channels with different wavelengths can be stably transmitted in one optical fiber, greatly improving the communication capacity and transmission efficiency of optical fiber, ensuring the smooth implementation of high-speed and long-distance communication, and meeting the needs of scenarios with extremely high communication bandwidth and quality requirements such as massive data transmission between Internet data centers.
②Spectroscopy- und Erfassungsfeld
Anwendung: Es hat eine hervorragende Leistung bei der hochauflösenden Gaserkennung. Wenn beispielsweise der CO₂ -Laser als Beispiel als Beispiel für den einzelnen Längsmodus die Merkmale der Hochfrequenzstabilität aufweist, die genauer dem spezifischen Absorptionsspektrum von Gasmolekülen entsprechen können. Durch Erfassen der subtilen Veränderungen im Spektrum nach der Wechselwirkung zwischen Licht und Gas kann eine hohe Präzisionsmessung von Parametern wie Gaskonzentration erreicht werden. Es kann häufig für die Umweltüberwachung, die Kontrolle des industriellen Prozesses, die genaue Analyse der Gaszusammensetzung und des Inhalts sowie in anderen Szenarien eingesetzt werden.
③ Feld Quantentechnologie
Anwendung: Es kann als einzelne Photonenquelle verwendet werden und spielt eine wichtige Rolle bei der Quantenschlüsselverteilung, Quantencomputer und anderen Experimenten der Quantenkommunikation und der Quanteninformationsverarbeitung. Gleichzeitig kann es in kaltem Atomversuche mit seiner extrem hohen Frequenzstabilität eine genaue elektromagnetische Feldumgebung für die Manipulation des Übergangs von Kaltatomen und anderen Prozessen für den Energieniveau bieten, wodurch eine präzise Kontrolle und Erforschung mikroskopischer Quantenzustände erreicht und die Entwicklung und Anwendung der Quantentechnologie gefördert wird.
2. Laserdiode Single Querversemodus
① Feld Laserverarbeitungsfeld
Anwendung: Da es einen Fundamental -Modus (TEM₀₀) und einen kleinen Divergenzwinkel erzielen kann, ist die Energie verteilt und hoch konzentriert, sodass sie einzigartige Vorteile beim Präzisionsschneiden, Schweißen und anderen Verarbeitungsvorgängen hat. Wenn beispielsweise fein verarbeitende Metallblätter, elektronische Komponenten usw. der Lichtspot genauer auf das verarbeitete Teil konzentriert werden, wodurch die Entfernung oder Verbindung des Materials erreicht wird, wodurch die Verarbeitungsqualität verbessert wird und gleichzeitig die Zone der Wärme reduziert wird.
②lidar Feld
Anwendung: Durch die Nutzung des kleinen Divergenzwinkels kann sie die emittierten und empfangenen Lasersignale während des Laufzeitprozesses besser fokussieren und die Genauigkeit der Zielentfernungsmessung verbessern. Dies ist für autonome Fahrfahrzeuge von entscheidender Bedeutung, um die Umgebung genau wahrzunehmen, hochpräzise Karten aufzubauen und sichere Hindernisse zu vermeiden. Es hilft, die Sicherheit und Zuverlässigkeit des autonomen Fahrens zu verbessern, und ist auch eine der wichtigsten Sensoranwendungen bei der aktuellen Entwicklung der intelligenten Transporttechnologie.
③medizinisches und biologisches Bildgebungsfeld
Anwendung: Es spielt eine wichtige Rolle bei der konfokalen Mikroskopie. Because it can produce low-aberration beams, it can better focus on different levels of the sample and collect clear image information, reducing image blur or distortion caused by factors such as optical path distortion during imaging, thereby achieving high-resolution, three-dimensional imaging observation of the internal structure of biological tissues, etc., and is widely used in the research and diagnosis of microstructures and pathological characteristics in fields such as cell biology and Pathologie.

Zusammenfassend sind Laserdioden für ein Längsmodus die erste Wahl für frequenzempfindliche Anwendungen wie optische Kommunikation und Präzisionsspektralanalyse aufgrund ihrer extrem hohen spektralen Reinheit (schmale Linienbreite und niedriges Rauschen). Sie können eine Mehrfrequenzstörung effektiv vermeiden und die Genauigkeit der Signalübertragung und -messung sicherstellen. Laserdioden für einzelne Quermodus sind für ihre hervorragende Strahlqualität (Gaußsche Verteilung und niedrige Divergenzwinkel) bekannt. Sie eignen sich besonders für Felder mit strengen Anforderungen an die räumliche Genauigkeit wie Laserverarbeitung und LiDAR und können eine hohe Energiekonzentration und eine feine räumliche Auflösung erreichen. Die beiden Arten von Lasern haben ihre eigenen Vorteile, und die tatsächliche Auswahl muss die spektralen Merkmale und die Strahlqualität entsprechend den spezifischen Anwendungsanforderungen ausgleichen.

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