Разница между длинами волн накачки 980 нм и 1480 нм
980nm와 1480nm는 에르븀 도핑 광섬유(EDF)에 가장 일반적으로 사용되는 두 가지 펌프 파장입니다. 이들 사이의 주요 차이점은 에르븀 이온(Er³⁺)의 에너지 준위 전환 메커니즘, 에너지 변환 효율 및 적용 적응성입니다.
1. Основной механизм: Различаются пути поглощения ионов эрбия и перехода энергетических уровней
Это наиболее фундаментальное различие между ними, непосредственно определяющее все последующие различия в характеристиках:
> 980nm 펌핑: "직접 공진 펌핑"을 의미합니다. 980nm 광자의 에너지는 바닥 상태에서 준안정 Er3⁺ 상태로의 직접적인 전환과 정확히 일치합니다. 거의 모든 광자의 에너지는 에너지 수준에서 중간 에너지 손실 없이 흡수됩니다. 흡수되면 Er³⁺는 비방사적으로 상위 레이저 에너지 수준으로 빠르게 전환되어 결국 유도 방출을 통해 1550nm의 통신 대역 광자를 방출합니다.
Накачка с длиной волны > 1480 нм: относится к «нерезонансной непрямой накачке» — энергия фотона с длиной волны 1480 нм соответствует прямому переходу из основного состояния Er³⁺ на верхний уровень энергии лазера. Однако вероятность такого перехода мала (плохое согласование уровней энергии), и часть энергии фотона теряется из-за «многофотонного поглощения» или «релаксации уровней энергии». Для генерации лазера требуется накопление Er³⁺ на уровне энергии ⁴I₁₃/₂.
2. 펌핑 효율: 980nm는 1480nm보다 훨씬 높습니다.
효율성의 차이는 엔지니어링 응용 분야에서 파장 선택의 기초가 되는 "흡수 단면적"에 의해 직접적으로 결정됩니다.
> Сечение поглощения: сечение поглощения на длине волны 980 нм для Er³⁺ составляет приблизительно 2 × 10⁺ см², что в 2,5 раза больше, чем на длине волны 1480 нм (примерно 0,8 × 10⁺ см²). При той же мощности накачки длина волны 980 нм может повысить эффективность преобразования энергии в легированных эрбием волокнах в 2–3 раза.
> Требования к плотности мощности: для длины волны 980 нм требуется лишь меньшая плотность мощности (например, 100 мВт/мм²) для насыщенной накачки, тогда как для длины волны 1480 нм требуется более высокая плотность мощности (например, 250 мВт/мм²), что приводит к большему энергопотреблению и давлению на рассеивание тепла для источника накачки с длиной волны 1480 нм.
3. 적용 제한: 980nm 파장은 "농도 소멸"의 대상이 되는 반면, 1480nm 파장은 고농도 광섬유에 적합합니다.
두 가지 유형 모두 에르븀 첨가 섬유의 "도핑 농도"에 민감하므로 적용이 제한됩니다.
> 980nm 파장의 단점: 흡수 효율이 높기 때문에 섬유 내 Er3⁺ 농도가 너무 높으면(예: > 500ppm) "농도 급랭"이 발생합니다. 인접한 Er3⁺ 섬유는 비방사 전이를 통해 에너지를 전달하여 에너지 손실을 초래합니다(펌프 효율이 급격히 떨어지고 열 발생이 증가하는 것으로 나타남). 따라서 도핑 농도가 낮거나 중간인 섬유에만 적합합니다(100-300ppm).
> 1480nm 파장의 장점: 낮은 흡수 효율은 높은 Er3⁺ 농도(예: 500-1000ppm)에서도 농도 소멸 가능성이 낮다는 것을 의미합니다. 대신, "고도핑"은 섬유 길이를 단축하여(전송 손실 감소) 소형화, 고도로 통합된 펌프 시스템(예: 마이크로 EDFA 모듈)에 적합합니다.
4. 적용 시나리오: 각각은 고유한 초점을 갖고 있으며 절대적인 대체가 없습니다.
Исходя из упомянутых выше различий, сценарии применения обоих вариантов сильно сегментированы и не могут быть полностью заменены:
Тип сценария
선호하는 파장
Основная причина
EDFA с высоким коэффициентом усиления на короткие расстояния (например, центры обработки данных)
980nm
저전력으로 고효율, 고이득을 실현하여 기기의 전력 소모를 줄입니다.
장거리(예: 해저 광케이블)에 대한 저잡음 EDFA
980nm
고농도로 도핑된 섬유와의 호환성으로 인해 섬유 길이가 짧아지고(전송 손실 감소) 장거리에서 소음 축적이 느려집니다.
Миниатюрные системы датчиков (например, DTS)
980nm
저전력, 컴팩트한 크기로 작동 가능하며 임베디드 시스템에 적합
Распределенные датчики на большие расстояния (например, мониторинг нефте- и газопроводов)
1480nm
고농도 광섬유와의 우수한 호환성, 신호 감쇠 감소
Мощный волоконный лазер
980nm
Высокая эффективность преобразования энергии позволяет сократить количество источников накачки, снижая сложность системы
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies.
Privacy Policy