في أنظمة الليزر المزدوجة بالألياف، يحدد اختيار الألياف البصرية مباشرة نوعية الحزمة واستقرار النظام وملاءمة التطبيق.و الألياف التي تحافظ على الاستقطاب قد تبدو متشابهة من الخارج، خصائص الانتشار الداخلي مختلفة بشكل أساسي. يمكن أن يؤدي الاختيار الخاطئ إلى فقدان الارتباط أو تشويه شعاع أو عدم الاستقرار على المدى الطويل.
1الألياف أحادية الوضع (SMF: Single-Mode Fiber)
الألياف أحادية الوضع تدعم فقط وضع الانتشار الأساسي (LP01). لديها قطر قلب صغير ، عادة ما يكون حوالي 3 ‰ 10 μm (في ~ 1550 نانومتر).
السمات الرئيسية:
- طريقة انتشار واحدة فقط (لا توزيع متعدد الطرق)
- جودة ضوء ممتازة (M2 قريبة من 1)
- تنسيق مكاني عالي
- يتطلب دقة عالية للاتصال
التطبيقات النموذجية:
- تسليم مخرج ليزر الألياف
- أنظمة الاتصالات البصرية
- استشعار التداخلات و LIDAR
- تجارب بصرية عالية الدقة
2الألياف متعددة الوسائط (MMF: Multimode Fiber)
الألياف متعددة الوسائط لديها حجم قلب أكبر بكثير (عادة 50 ميكرومتر ، 62.5 ميكرومتر ، 105 ميكرومتر ، أو حتى 200 ميكرومتر) ، مما يسمح بأوضاع انتشار متعددة في وقت واحد.
السمات الرئيسية:
- كفاءة الارتباط العالية وتسامحها
- قادرة على التعامل مع قوة بصرية أعلى
- التشتت الطرقية الكبيرة
- شعاع الخروج أقل تركيزاً وأكثر انتشارًا
التطبيقات النموذجية:
- أنظمة الإضاءة بالليزر
- المعالجة الصناعية (دقة منخفضة إلى متوسطة)
- الإضاءة الطبية والعلاج
- توصيل ضوء المضخة
3الألياف ذات الوضع الواحد (PMF)
تعتمد الألياف التي تحافظ على الاستقطاب على الألياف ذات الوضع الواحد ولكنها تتضمن هياكل الإجهاد (على سبيل المثال ، تصاميم باندا أو بو تاي) للحفاظ على حالة الاستقطاب أثناء الانتشار.
السمات الرئيسية:
- يحافظ على حالة الاستقطاب الخطية
- مقاومة عالية للاضطرابات البيئية (درجة الحرارة، الإجهاد)
- أعلى استقرار وتماسك بين أنواع الألياف
- تكاليف أعلى ومتطلبات تنسيق أكثر صرامة
التطبيقات النموذجية:
- استشعار التداخلات (مثل أجهزة الجيروسكوب الألياف الضوئية)
- الاتصالات البصرية المتماسكة
- أنظمة الليزر عالية الاستقرار
- علم القياس الدقيق والبصريات الكمية
4ملخص المقارنة
| نوع الألياف | الوسائط | صعوبة الارتباط | جودة الشعاع | الاستقرار | استخدام نموذجي |
|---|---|---|---|---|---|
| الوضع الواحد | 1 | عالية | ممتاز | عالية | الليزر والاتصالات |
| الوسائط المتعددة | عدة | منخفضة | متوسطة | متوسطة | الصناعة، الإضاءة |
| PM في وضع واحد | 1 + تحكم الاستقطاب | مرتفع جداً | ممتاز | مرتفع جداً | أنظمة الدقة |
5كيفية اختيار الألياف لأنظمة الليزر المرتبطة بالألياف
الاختيار ليس حول أي الألياف هي أفضل، ولكن أي واحد يطابق متطلبات النظام:
- إذا كانت جودة الشعاع و استمرارية الشعاع لمسافات طويلة هي الأولويةالألياف ذات الوضع الواحد
- إذا كانت القوة الضوئية العالية والربط السهل أكثر أهميةالألياف متعددة الأوضاع
- إذا كانت استقرار الاستقطاب وتكرارية النظام حاسمةألياف PM أحادية الوضع
في تصميم وحدة الليزر المزدوجة بالألياف الحقيقية ، يجب النظر أيضًا في عوامل إضافية:
- زاوية انقسام ثنائي الليزر
- تطابق الفتحة العددية (NA)
- تصميم عدسة الارتباط
- الاستقرار الحراري وهيكل التعبئة
الاستنتاج
كمصنع لوحدات الليزر المرتبطة بالألياف، AIMLASER يمكن أن توفر مخصصة أحادية الوضع، متعدد الوضع،وحلول ربط الألياف المحافظة على الاستقطاب مصممة لمتطلبات التطبيقات المختلفة، وتحسين أداء النظام العام وموثوقيته.