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中红外多模氟化物光纤跳线

发布时间:2022-02-26 16:50:09 来源:华体会体育官网 | 浏览:123

内容摘要:  咱们的IRPhotonics多模氟化物跳线规划用于中红外光谱规模的低损耗传输。它们运用Thorlabs的氟化物光纤制作,ZBLAN氟化锆(ZrF)跳线 m,而咱们的氟化铟(InF)光纤跳线m。Zr

  咱们的IRPhotonics多模氟化物跳线规划用于中红外光谱规模的低损耗传输。它们运用Thorlabs的氟化物光纤制作,ZBLAN氟化锆(ZrF)跳线 m,而咱们的氟化铟(InF)光纤跳线m。ZrF光纤,InF光纤和低羟基石英光纤的比较曲线请看右边。

  这些氟化物光纤跳线供给与规范石英光纤跳线类似的机械灵活性,环境安稳性好,并且中红外光谱规模内的衰减曲线平稳(概况拜见规范标签)。因为氟化物玻璃的透射规模低至紫外线规模,因而可见光(比方由光纤耦合激光器发生的激光)可沿着相同光纤作为对准辅佐进行传达。光纤跳线的数值孔径(NA)在其特定衰减度规模上坚持相对安稳(拜见曲线标签)。

  每条跳线两头的终端接头为别离与SMA905或FC/PC衔接组件兼容的金属插芯衔接器(概况拜见FC衔接器标签)。每条跳线包含两个维护帽,它们用来维护插芯端以屏蔽尘埃和其它损害。可独自购买用于兼容FC/PC的跳线的CAPF(塑胶质)和CAPFM(金属)替换维护帽,或用于SMA905终端跳线的CAPM(橡胶)和CAPMM(金属)替换维护帽。

  氟化锆(ZrF)光纤比氟化铟(InF)光纤在中红外规模内供给更平整的衰减,而InF光纤比ZrF光纤在更长波长下具有透明性。跳线中一般运用的石英光纤在中红外规模内不具透明性。

  因为氟化物玻璃比规范石英玻璃更软,因而不能用Kimwipes擦拭纸来清洁这些跳线。其它氟化物光纤特定的运用主张请拜见操作标签。与无端光纤比较,这些跳线所能接受的最大功率是受衔接器约束的。取决于运用,咱们引荐以约300 mW的最大CW功率运用这些跳线。

  这些跳线因为它们的宽传输规模和平稳衰减度,十分适用于咱们的量子级联激光器(QCL)和带间级联激光器(ICL),它们在中红外规模内供给宽带或单波长发射。它们也与咱们的SLS202L安稳型光源杰出匹配,这种安稳光源供给了从可见光到中红外规模的黑体辐射光谱。咱们引荐将100m纤芯的跳线与咱们的光谱分析仪合作运用。其它运用实例如下图所示。

  下图中暗影部分表明能够保证光纤满意衰减规范的特定波长规模。咱们的纤芯直径为100m,200 m,和450m的ZrF线dB/m (每米透过率≥95%),咱们的纤芯直径为600m 的ZrF线dB/m(每米透过率≥94%)。比较之下,咱们的InF光纤跳线dB/m (每米透过率≥90%)。在质量操控时,规模外的功能并没有经过严厉检测,并且或许因工序不同而改动。

  为了减小因工序引起的改动,特别是在波长规模的两头,咱们在不停地完善新材料的工艺。如果您忧虑收到的光纤不满意您的需求,关于现在供给的产品概况请联络技术支持。

  该曲线图是从五根独立抽取的纤芯直径200m的ZrF光纤丈量的衰减曲线。这些数据代表咱们的纤芯直径为100m,200 m和450m光纤的数据。

  这些折射率是用Sellmeier方程核算得到的。下表列出拟合中用到的Sellmeier系数。

  这些折射率是将Sellmeier方程拟合丈量数据得到的。下表列出拟合中用到的Sellmeier系数

  运用规范石英光纤跳线是一般挑选FC/PC或FC/APC接头,因为PC和APC抛光面为圆顶头能够使匹配的两根跳线的纤芯直触摸摸,从而将跳线界面之间触摸损耗降到最小。

  因为氟化物玻璃壁石英玻璃更软,抛光后会是平头光纤端。依据跳线的不同,光纤端能够依据插芯略微地凹下去一点。因而,氟化物光纤跳线既不是FC/PC接头(PC指直触摸摸)也不是FC/APC(APC指有视点的直触摸摸)接头。

  平光纤端不会影响输出是耦合到自由空间的运用,但是在衔接FC接头的光纤跳线时,比方经过匹配套管或衔接头衔接时会有传输损耗,因为光纤纤芯没有直触摸摸。因为FC终端的跳线之间的距离一般要小于SMA905终端(运用空气距离插芯)的跳线间的典型距离,这些损耗常常能够被疏忽。

  该图为一根平面抛光FC氟化物跳线微米纤芯结尾的二维外表概括图。X和Y轴的单位是微米。虚线圆和直线用于眼睛调查辅导。金属插芯和跳线内侧的界面依据蓝色虚线圆中的绿色圆检查。

  该图为一根平面抛光FC氟化物跳线微米纤芯结尾的三维散布图。虚线圆用于眼睛调查辅导。金属插芯和跳线内侧的界面依据黑色圆和蓝色圆之间的的圆形洼陷来检查。

  关于在NA较大时接纳光的多模光纤来说,光耦合到光纤的的条件(光源类型、光束直径、NA)对功能有着极大影响。在耦合界面,光的光束直径和NA小于光纤的芯径和NA时,就呈现了未充溢的入纤条件。这种状况的常见比如便是将激光光源发射到较大的多模光纤。从下面的图和光束概括丈量能够看出,未充溢时会使光在空间上会集到光纤的中心,优先充溢低阶模,而非高阶模。因而,它们对宏弯损耗不太灵敏,也没有包层模。这种条件下,所测的插入损耗也会小于典型值,光纤纤芯处有着较高的功率密度。

  在耦合界面,光束直径和NA大于光纤的芯径和NA时就呈现了过满的状况。完成这种条件的一个办法便是将LED光源的光发射到较小的多模光纤中。过满时会将整个纤芯和部分包层裸露在光中,均匀充溢低阶模和高阶模(请看下图),添加耦合到光纤包层模的或许性。高阶模份额的添加意味着过满光纤对曲折损耗会更为灵敏。在这种条件下,所测的插入损耗会大于典型值,与未充溢光纤条件比较,会发生较高的总输出功率。

  多模光纤未充溢或过满条件各有好坏,这取决于特定运用的要求。如需丈量多模光纤的基准功能,Thorlabs主张运用光束直径为光纤芯径70-80%的入纤条件。过满条件在短距离时输出功率更大;而长距离(10- 20 m)时,对衰减较为灵敏的高阶模会消失。

  咱们在此给出探究多模光纤输出光束概括怎么遭到光束入射角影响的试验丈量成果。有些运用中或许需求其他比如高帽或甜甜圈等概括的光束散布,而不需求一般光学元件供给的固有高斯散布。这儿,咱们探究了改动聚集激光束进入多模光纤跳线时的入射角所发生的影响。将光笔直聚集于光纤面,会发生近高斯输出光束概括(图1),增大入射角则会发生高帽(图2)和甜甜圈(图3)形状的光束概括。这些成果展示了运用多模光纤改动光束概括的办法。

  试验中,咱们运用一根M38L01纤芯?200 μm、数值孔径0.39的阶跃折射率光纤跳线EMT)作为聚集光束耦合的待测光纤。将输入光以0°、11°和15°入射到多模光纤的入射面,别离发生初始概括、高帽概括和甜甜圈概括。每次改动视点时,都要优化输入光纤的对准,一起用功率计监测输出功率,保证完成最大的耦合。然后,在9秒的曝光时刻下收集图画,并评价光束概括的形状。留意,曝光过程中,会在耦合光学元件之间(待测光纤之前)手动旋转1500grit的散射片,以削减空间相干,构成洁净的输出光束概括。

  假定一种光线追迹模型,存在两种沿着多模光纤传达的常见光线:(a)子午光线,每次反射之后都经过光纤的中心轴,和(b)斜光线,不经过光纤的中心轴。下面的图片展示了试验过程中调查到的三种根本光线别离制作出了子午光线和斜光线经过多模光纤的传达,以及在光纤输出端的相关理论光束散布。如图6所示,斜光线沿着光纤以与半径r为圆的内部焦散线相切的螺旋途径传达。图5描绘了子午光线和斜光线的光束传达和光束散布。咱们经过改动光耦合到多模光纤的入射角,修正子午光线与斜光线的传达,使输出光束从近高斯散布(主要是子午光线)变成高帽散布(子午光线),再变成甜甜圈散布(主要是斜光线显现的光束概括都在离光纤端面5mm处取得。这些成果表现了运用规范的多模光纤跳线以一种相对低成本的办法将入射高斯概括修正成高帽和甜甜圈概括,且损耗极微。有关运用的试验设备和总结成果概况,请点击这儿。

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