Chế độ theo chiều dọc đơn so với các điốt laser chế độ ngang đơn

Diode laserCác chế độ được chia thành chế độ dọc và chế độ ngang. Chế độ theo chiều dọc đề cập đến chế độ sóng đứng của laser theo hướng trục của khoang cộng hưởng, xác định các đặc tính quang phổ; Chế độ ngang là phân phối trường ánh sáng vuông góc với hướng truyền, ảnh hưởng đến hình dạng chùm tia và góc phân kỳ. Laser chế độ theo chiều dọc duy nhất chỉ xuất ra một tần số duy nhất có độ tinh khiết phổ cao; Laser chế độ ngang đơn (như nhiệt độ chế độ cơ bản) có phân phối chùm tia Gaussian và sự kết hợp không gian tuyệt vời. Các điốt laser của các chế độ khác nhau có những ưu điểm duy nhất trong các lĩnh vực truyền thông, cảm biến và điều trị y tế. Chọn chế độ phù hợp là rất quan trọng đối với hiệu suất ứng dụng.

So sánh nguyên tắc làm việc
1. Diode laser chế độ dọc đơn
Thiết kế khoang cộng hưởng:Dao động chế độ đa chiều dài bị triệt tiêu bởi chiều dài khoang ngắn (chẳng hạn như cấu trúc của vcsel phát xạ bề mặt khoang dọc, có độ dài khoang ngắn) hoặc phản xạ Bragg phân tán (DBR/DFB, như laser DBR, sử dụng lựa chọn tần số lưới để đạt được các chức năng cụ thể). Mục đích cốt lõi của nó là chỉ làm cho một chế độ dọc duy nhất tồn tại ổn định và dao động và khuếch đại theo hướng chế độ dọc của khoang cộng hưởng, để tạo ra ánh sáng chế độ dọc đơn.
Đặc điểm quang phổ:Nó có các đặc điểm của chiều rộng đường hẹp, thường có thể đạt đến mức MHz. Điều này có nghĩa là độ ổn định tần số của ánh sáng đầu ra của nó rất cao và phạm vi dao động tần số rất hẹp. Đặc điểm này làm cho nó có các ứng dụng quan trọng trong lĩnh vực quang phổ chính xác cao. Ví dụ, trong các thí nghiệm quang phổ Raman để phân tích chính xác thành phần vật liệu, một nguồn ánh sáng có tần số ổn định cao là cần thiết để xác định chính xác các đặc tính phổ tương ứng với sự chuyển đổi mức năng lượng của các phân tử vật liệu; Đồng thời, nó cũng rất quan trọng trong lĩnh vực giao tiếp quang học. Chiều rộng đường hẹp có thể làm giảm ảnh hưởng của sự phân tán đến truyền tín hiệu và cải thiện chất lượng và công suất giao tiếp. Ví dụ, trong các hệ thống truyền thông sợi quang tốc độ cao, đường dài, các điốt laser chế độ theo chiều dọc có thể đảm bảo khả năng mất thấp và chất lượng cao của các tín hiệu quang học.
2. Diode laser chế độ ngang đơn
Thiết kế cấu trúc ống dẫn sóng:Các cấu trúc ống dẫn sóng đặc biệt như ống dẫn sóng sườn hoặc cấu trúc thon chủ yếu được sử dụng để hạn chế việc tạo ra các chế độ ngang bậc cao. Các cấu trúc này hạn chế chế độ lan truyền của ánh sáng theo hướng ngang (trong mặt phẳng vuông góc với hướng truyền của ánh sáng), do đó chỉ có chế độ cơ bản (chế độ TEM₀₀) có thể được truyền ổn định theo hướng ngang, do đó đảm bảo rằng đầu ra là ánh sáng chế độ ngang.
Chất lượng chùm tia:Đầu ra chế độ cơ bản (TEM₀₀) có thể đạt được và hệ số mét gần 1, điều đó có nghĩa là góc phân kỳ của chùm đầu ra của nó là rất nhỏ. Nói một cách đơn giản, năng lượng của ánh sáng tập trung hơn trong quá trình lan truyền, sự hợp tác của chùm tia tốt hơn và nó có thể tập trung chính xác hơn vào vị trí mục tiêu hoặc duy trì kích thước điểm nhỏ hơn trong khoảng cách xa hơn. Chùm tia chất lượng cao này rất quan trọng đối với một số ứng dụng yêu cầu lấy nét chính xác. Ví dụ, trong lĩnh vực xử lý laser, một laser chế độ ngang duy nhất có góc phân kỳ nhỏ có thể cắt chính xác hơn và vật liệu hàn, tránh các vấn đề như giảm độ chính xác xử lý do phân kỳ chùm tia.

So sánh tham số chính

So sánh trường ứng dụng

1. Diode laser chế độ dọc đơn
Trường truyền thông quang phát
Ứng dụng: Nó đóng một vai trò chính trong các hệ thống ghép kênh phân chia bước sóng dày đặc (DWDM). Do chiều rộng đường hẹp của nó, nó có thể làm giảm hiệu quả khả năng xuyên nhiễu kênh, do đó, nhiều kênh có bước sóng khác nhau có thể được truyền ổn định trong một sợi quang, cải thiện đáng kể khả năng giao tiếp và hiệu quả truyền tải của các yếu tố truyền thông.
Lĩnh vực và trường cảm biến
Ứng dụng: Nó có hiệu suất nổi bật trong phát hiện khí có độ phân giải cao. Ví dụ, lấy Laser CO₂ làm ví dụ, đầu ra ánh sáng theo chế độ theo chiều dọc của nó có các đặc điểm của độ ổn định tần số cao, có thể tương ứng chính xác hơn với phổ hấp thụ cụ thể của các phân tử khí. Bằng cách phát hiện những thay đổi tinh tế trong phổ sau khi tương tác giữa ánh sáng và khí, đo độ chính xác cao của các tham số như nồng độ khí có thể đạt được. Nó có thể được sử dụng rộng rãi trong giám sát môi trường, kiểm soát quy trình công nghiệp, phân tích chính xác thành phần và nội dung khí và các kịch bản khác.
Trường công nghệ lượng tử
Ứng dụng: Nó có thể được sử dụng như một nguồn photon duy nhất và đóng vai trò quan trọng trong phân phối khóa lượng tử, điện toán lượng tử và các thí nghiệm liên quan đến thông tin lượng tử và thông tin lượng tử khác; Đồng thời, trong các thí nghiệm nguyên tử lạnh, với độ ổn định tần số cực cao, nó có thể cung cấp một môi trường trường điện từ chính xác để điều khiển quá trình chuyển đổi mức năng lượng của các nguyên tử lạnh và các quá trình khác, giúp đạt được sự kiểm soát chính xác và nghiên cứu các trạng thái lượng tử kính hiển vi, và thúc đẩy phát triển và khám phá công nghệ lượng tử.
2. Diode laser chế độ ngang đơn
Trường xử lý laser
ỨNG DỤNG: Vì nó có thể đạt được đầu ra chế độ cơ bản (TEM₀₀) và góc phân kỳ nhỏ, năng lượng được phân phối Gaussian và tập trung cao độ, do đó, nó có những ưu điểm duy nhất trong việc cắt chính xác, hàn và các hoạt động xử lý khác. Ví dụ, khi xử lý tinh xảo các tấm kim loại, các thành phần điện tử, v.v., điểm sáng có thể tập trung chính xác hơn vào một phần cần xử lý, đạt được việc loại bỏ vật liệu chính xác cao hoặc kết nối, cải thiện chất lượng xử lý trong khi giảm vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt, phù hợp để sản xuất các kịch bản với yêu cầu cao.
Trường Lidar
Ứng dụng: Bằng cách tận dụng góc độ phân kỳ nhỏ của nó, nó có thể tập trung tốt hơn các tín hiệu phát cảm và nhận được trong quá trình phạm vi và cải thiện độ chính xác của phép đo khoảng cách mục tiêu. Điều này rất quan trọng đối với các phương tiện lái xe tự trị để nhận thức chính xác môi trường xung quanh, xây dựng bản đồ có độ chính xác cao và đạt được sự tránh chướng ngại vật an toàn. Nó giúp cải thiện sự an toàn và độ tin cậy của việc lái xe tự trị, và cũng là một trong những ứng dụng cảm biến quan trọng trong sự phát triển hiện tại của công nghệ giao thông thông minh.
Trường hình ảnh và sinh học
Ứng dụng: Nó đóng một vai trò quan trọng trong kính hiển vi đồng tiêu. Bởi vì nó có thể tạo ra các chùm tia aberration, nó có thể tập trung tốt hơn vào các mức độ khác nhau của mẫu và thu thập thông tin hình ảnh rõ ràng, giảm độ mờ hình ảnh hoặc biến dạng do các yếu tố như biến dạng đường quang trong quá trình hình ảnh, do đó đạt được độ phân giải cao, hình ảnh ba chiều và bệnh lý.

Tóm lại, các điốt laser chế độ theo chiều dọc đơn đã trở thành lựa chọn đầu tiên cho các ứng dụng nhạy cảm với tần số như truyền thông quang và phân tích quang phổ chính xác do độ tinh khiết quang phổ cực cao của chúng (độ rộng đường hẹp và nhiễu thấp). Họ có thể tránh sự giao thoa đa tần số một cách hiệu quả và đảm bảo độ chính xác của truyền và đo tín hiệu. Các điốt laser chế độ ngang đơn được biết đến với chất lượng chùm tia tuyệt vời (phân phối Gaussian và góc phân kỳ thấp). Chúng đặc biệt phù hợp với các trường có yêu cầu nghiêm ngặt về độ chính xác không gian, chẳng hạn như xử lý laser và LIDAR, và có thể đạt được nồng độ năng lượng cao và độ phân giải không gian tốt. Hai loại laser có lợi thế riêng của chúng và lựa chọn thực tế cần cân bằng các đặc tính quang phổ và chất lượng chùm tia theo các yêu cầu ứng dụng cụ thể.

Thông tin liên hệ:

Nếu bạn có bất kỳ ý tưởng, hãy nói chuyện với chúng tôi. Bất kể khách hàng của chúng tôi ở đâu và yêu cầu của chúng tôi là gì, chúng tôi sẽ làm theo mục tiêu của chúng tôi để cung cấp cho khách hàng chất lượng cao, giá thấp và dịch vụ tốt nhất.