產(chǎn)品介紹

Thorlabs摻鐿光纖

Thorlabs摻鐿光纖特性

摻鐿石英光纖，用于約1000nm- 1100 nm光纖激光器和放大器

提供單模光纖和大模場(chǎng)光纖

纖芯泵浦或包層泵浦設(shè)計(jì)，用于1 mW- >100 W的輸出功率

下面也出售匹配的無(wú)源光纖

幾何形狀符合有源光纖的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，包層?125、?250或?400 µm

Thorlabs提供的摻鐿光纖，用于光學(xué)放大器、ASE光源以及高功率脈沖和連續(xù)波激光器應(yīng)用，工作功率范圍從毫瓦到100瓦，發(fā)光波長(zhǎng)1000 - 1100 nm。這種光纖由芬蘭的nLight, Inc.生產(chǎn)，使用了的摻雜光纖生產(chǎn)技術(shù)：Liekki納米粒子直接沉積(DND)。Liekki DND技術(shù)能夠滿(mǎn)足光纖應(yīng)用的要求，比如短光纖、不損壞纖芯的平坦折射率剖面、以及較高的纖芯-包層比(大模場(chǎng)雙包層光纖)。

摻鐿光纖可選纖芯泵浦或者包層泵浦(雙包層)設(shè)計(jì)。纖芯泵浦光纖非常適合低功率應(yīng)用，有源光纖長(zhǎng)度很短，其類(lèi)似遠(yuǎn)程通信的幾何形狀便于拼接和處理，并且兼容低成本泵浦二極管和標(biāo)準(zhǔn)無(wú)源單模(SM)光纖。

與纖芯泵浦有源光纖相比，包層泵浦雙包層的效率更高，輸出功率更高。包層泵浦光纖為雙包層，意味著光纖的鍍層作為第二包層，允許*包層具備波導(dǎo)功能。一般地，雙包層光纖的纖芯為低NA單模光纖或者大模場(chǎng)(LMA)光纖，用于激發(fā)光；*包層為高NA和多模，用于泵浦光。

我們也供應(yīng)保偏摻鐿光纖。

纖芯泵浦光纖橫截面

包層泵浦光纖橫截面

纖芯泵浦單模光纖

a.     很抱歉我們不能提供更多信息。

包層泵浦、雙包層SM和LMA光纖

a.     標(biāo)稱(chēng)值

b.     八邊形包層相對(duì)平面的測(cè)量值。

c.     很抱歉我們不能提供更多信息。

匹配的無(wú)源LMA光纖

a.     纖芯直徑規(guī)格是指在1060 nm處的遠(yuǎn)場(chǎng)模場(chǎng)直徑。

b.     很抱歉我們不能提供更多信息。

損傷閥值

激光誘導(dǎo)的光纖損傷

以下教程詳述了無(wú)終端(裸露的)、有終端光纖以及其他基于激光光源的光纖元件的損傷機(jī)制，包括空氣-玻璃界面(自由空間耦合或使用接頭時(shí))的損傷機(jī)制和光纖玻璃內(nèi)的損傷機(jī)制。諸如裸纖、光纖跳線(xiàn)或熔接耦合器等光纖元件可能受到多種潛在的損傷(比如，接頭、光纖端面和裝置本身)。光纖適用的大功率始終受到這些損傷機(jī)制的小值的限制。

雖然可以使用比例關(guān)系和一般規(guī)則估算損傷閾值，但是，光纖的損傷閾值在很大程度上取決于應(yīng)用和特定用戶(hù)。用戶(hù)可以以此教程為指南，估算大程度降低損傷風(fēng)險(xiǎn)的安全功率水平。如果遵守了所有恰當(dāng)?shù)闹苽浜瓦m用性指導(dǎo)，用戶(hù)應(yīng)該能夠在的大功率水平以下操作光纖元件；如果有元件并未大功率，用戶(hù)應(yīng)該遵守下面描述的"實(shí)際安全水平"該，以安全操作相關(guān)元件。可能降低功率適用能力并給光纖元件造成損傷的因素包括，但不限于，光纖耦合時(shí)未對(duì)準(zhǔn)、光纖端面受到污染或光纖本身有瑕疵。關(guān)于特定應(yīng)用中光纖功率適用能力的深入討論，請(qǐng)聯(lián)系技術(shù)支持techsupport-cn@thorlabs.com。

空氣-玻璃界面的損傷

空氣/玻璃界面有幾種潛在的損傷機(jī)制。自由空間耦合或使用光學(xué)接頭匹配兩根光纖時(shí)，光會(huì)入射到這個(gè)界面。如果光的強(qiáng)度很高，就會(huì)降低功率的適用性，并給光纖造成性損傷。而對(duì)于使用環(huán)氧樹(shù)脂將接頭與光纖固定的終端光纖而言，高強(qiáng)度的光產(chǎn)生的熱量會(huì)使環(huán)氧樹(shù)脂熔化，進(jìn)而在光路中的光纖表面留下殘留物。

損傷的光纖端面

未損傷的光纖端面

裸纖端面的損傷機(jī)制

光纖端面的損傷機(jī)制可以建模為大光學(xué)元件，紫外熔融石英基底的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)損傷閾值適用于基于石英的光纖(參考右表)。但是與大光學(xué)元件不同，與光纖空氣/璃界面相關(guān)的表面積和光束直徑都非常小，耦合單模(SM)光纖時(shí)尤其如此，因此，對(duì)于給定的功率密度，入射到光束直徑較小的光纖的功率需要比較低。

右表列出了兩種光功率密度閾值：一種理論損傷閾值，一種"實(shí)際安全水平"。一般而言，理論損傷閾值代表在光纖端面和耦合條件非常好的情況下，可以入射到光纖端面且沒(méi)有損傷風(fēng)險(xiǎn)的大功率密度估算值。而"實(shí)際安全水平"功率密度代表光纖損傷的低風(fēng)險(xiǎn)。超過(guò)實(shí)際安全水平操作光纖或元件也是有可以的，但用戶(hù)必須遵守恰當(dāng)?shù)倪m用性說(shuō)明，并在使用前在低功率下驗(yàn)證性能。

計(jì)算單模光纖和多模光纖的有效面積

單模光纖的有效面積是通過(guò)模場(chǎng)直徑(MFD)定義的，它是光通過(guò)光纖的橫截面積，包括纖芯以及部分包層。耦合到單模光纖時(shí)，入射光束的直徑必須匹配光纖的MFD，才能達(dá)到良好的耦合效率。

例如，SM400單模光纖在400 nm下工作的模場(chǎng)直徑(MFD)大約是?3 µm，而SMF-28 Ultra單模光纖在1550 nm下工作的MFD為?10.5 µm。則兩種光纖的有效面積可以根據(jù)下面來(lái)計(jì)算：

SM400 Fiber:Area= Pi x (MFD/2)² = Pi x (1.5µm)² = 7.07 µm²= 7.07 x 10^-8cm²
SMF-28 Ultra Fiber: Area = Pi x (MFD/2)² = Pi x (5.25 µm)²= 86.6 µm²= 8.66 x 10^-7cm²

為了估算光纖端面適用的功率水平，將功率密度乘以有效面積。請(qǐng)注意，該計(jì)算假設(shè)的是光束具有均勻的強(qiáng)度分布，但其實(shí)，單模光纖中的大多數(shù)激光束都是高斯形狀，使得光束中心的密度比邊緣處更高，因此，這些計(jì)算值將略高于損傷閾值或?qū)嶋H安全水平對(duì)應(yīng)的功率。假設(shè)使用連續(xù)光源，通過(guò)估算的功率密度，就可以確定對(duì)應(yīng)的功率水平：

SM400 Fiber: 7.07 x 10^-8cm²x 1MW/cm²= 7.1 x10^-8MW =71 mW (理論損傷閾值)
7.07 x 10^-8cm²x 250 kW/cm²= 1.8 x10^-5kW = 18 mW (實(shí)際安全水平)

SMF-28 Ultra Fiber: 8.66 x 10^-7cm²x 1MW/cm²= 8.7 x10^-7MW =870mW (理論損傷閾值)
8.66 x 10^-7cm²x 250 kW/cm²= 2.1 x10^-4kW =210 mW (實(shí)際安全水平)

多模(MM)光纖的有效面積由纖芯直徑確定，一般要遠(yuǎn)大于SM光纖的MFD值。如要獲得佳耦合效果，Thorlabs建議光束的光斑大小聚焦到纖芯直徑的70 - 80%。由于多模光纖的有效面積較大，降低了光纖端面的功率密度，因此，較高的光功率(一般上千瓦的數(shù)量級(jí))可以無(wú)損傷地耦合到多模光纖中。

所有值針對(duì)無(wú)終端(裸露)的石英光纖，適用于自由空間耦合到潔凈的光纖端面。

這是可以入射到光纖端面且沒(méi)有損傷風(fēng)險(xiǎn)的大功率密度估算值。用戶(hù)在高功率下工作前，必須驗(yàn)證系統(tǒng)中光纖元件的性能與可靠性，因其與系統(tǒng)有著緊密的關(guān)系。

這是在大多數(shù)工作條件下，入射到光纖端面且不會(huì)損傷光纖的安全功率密度估算值。

插芯/接頭終端相關(guān)的損傷機(jī)制

有終端接頭的光纖要考慮更多的功率適用條件。光纖一般通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂粘合到陶瓷或不銹鋼插芯中。光通過(guò)接頭耦合到光纖時(shí)，沒(méi)有進(jìn)入纖芯并在光纖中傳播的光會(huì)散射到光纖的外層，再進(jìn)入插芯中，而環(huán)氧樹(shù)脂用來(lái)將光纖固定在插芯中。如果光足夠強(qiáng)，就可以熔化環(huán)氧樹(shù)脂，使其氣化，并在接頭表面留下殘?jiān)＿@樣，光纖端面就出現(xiàn)了局部吸收點(diǎn)，造成耦合效率降低，散射增加，進(jìn)而出現(xiàn)損傷。

與環(huán)氧樹(shù)脂相關(guān)的損傷取決于波長(zhǎng)，出于以下幾個(gè)原因。一般而言，短波長(zhǎng)的光比長(zhǎng)波長(zhǎng)的光散射更強(qiáng)。由于短波長(zhǎng)單模光纖的MFD較小，且產(chǎn)生更多的散射光，則耦合時(shí)的偏移也更大。

為了大程度地減小熔化環(huán)氧樹(shù)脂的風(fēng)險(xiǎn)，可以在光纖端面附近的光纖與插芯之間構(gòu)建無(wú)環(huán)氧樹(shù)脂的氣隙光纖接頭。我們的高功率多模光纖跳線(xiàn)就使用了這種設(shè)計(jì)特點(diǎn)的接頭。

曲線(xiàn)圖展現(xiàn)了帶終端的單模石英光纖的大概功率適用水平。每條線(xiàn)展示了考慮具體損傷機(jī)制估算的功率水平。大功率適用性受到所有相關(guān)損傷機(jī)制的低功率水平限制(由實(shí)線(xiàn)表示)。

制備和處理光纖

通用清潔和操作指南

建議將這些通用清潔和操作指南用于所有的光纖產(chǎn)品。而對(duì)于具體的產(chǎn)品，用戶(hù)還是應(yīng)該根據(jù)輔助文獻(xiàn)或手冊(cè)中給出的具體指南操作。只有遵守了所有恰當(dāng)?shù)那鍧嵑筒僮鞑襟E，損傷閾值的計(jì)算才會(huì)適用。

安裝或集成光纖(有終端的光纖或裸纖)前應(yīng)該關(guān)掉所有光源，以避免聚焦的光束入射在接頭或光纖的脆弱部分而造成損傷。

光纖適用的功率直接與光纖/接頭端面的質(zhì)量相關(guān)。將光纖連接到光學(xué)系統(tǒng)前，一定要檢查光纖的末端。端面應(yīng)該是干凈的，沒(méi)有污垢和其它可能導(dǎo)致耦合光散射的污染物。另外，如果是裸纖，使用前應(yīng)該剪切，用戶(hù)應(yīng)該檢查光纖末端，確保切面質(zhì)量良好。

如果將光纖熔接到光學(xué)系統(tǒng)，用戶(hù)先應(yīng)該在低功率下驗(yàn)證熔接的質(zhì)量良好，然后在高功率下使用。熔接質(zhì)量差，會(huì)增加光在熔接界面的散射，從而成為光纖損傷的來(lái)源。

對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)和優(yōu)化耦合時(shí)，用戶(hù)應(yīng)該使用低功率；這樣可以大程度地減少光纖其他部分(非纖芯)的曝光。如果高功率光束聚焦在包層、涂覆層或接頭，有可能產(chǎn)生散射光造成的損傷。

高功率下使用光纖的注意事項(xiàng)一般而言，光纖和光纖元件應(yīng)該要在安全功率水平限制之內(nèi)工作，但在理想的條件下(佳的光學(xué)對(duì)準(zhǔn)和非常干凈的光纖端面)，光纖元件適用的功率可能會(huì)增大。用戶(hù)先必須在他們的系統(tǒng)內(nèi)驗(yàn)證光纖的性能和穩(wěn)定性，然后再提高輸入或輸出功率，遵守所有所需的安全和操作指導(dǎo)。以下事項(xiàng)是一些有用的建議，有助于考慮在光纖或組件中增大光學(xué)功率。

要防止光纖損傷光耦合進(jìn)光纖的對(duì)準(zhǔn)步驟也是重要的。在對(duì)準(zhǔn)過(guò)程中，在取得佳耦合前，光很容易就聚焦到光纖某部位而不是纖芯。如果高功率光束聚焦在包層或光纖其它部位時(shí)，會(huì)發(fā)生散射引起損傷

使用光纖熔接機(jī)將光纖組件熔接到系統(tǒng)中，可以增大適用的功率，因?yàn)樗梢源蟪潭鹊販p少空氣/光纖界面損傷的可能性。用戶(hù)應(yīng)該遵守所有恰當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)來(lái)制備，并進(jìn)行高質(zhì)量的光纖熔接。熔接質(zhì)量差可能導(dǎo)致散射，或在熔接界面局部形成高熱區(qū)域，從而損傷光纖。

連接光纖或組件之后，應(yīng)該在低功率下使用光源測(cè)試并對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)。然后將系統(tǒng)功率緩慢增加到所希望的輸出功率，同時(shí)周期性地驗(yàn)證所有組件對(duì)準(zhǔn)良好，耦合效率相對(duì)光學(xué)耦合功率沒(méi)有變化。

由于劇烈彎曲光纖造成的彎曲損耗可能使光從受到應(yīng)力的區(qū)域漏出。在高功率下工作時(shí)，大量的光從很小的區(qū)域(受到應(yīng)力的區(qū)域)逃出，從而在局部形成產(chǎn)生高熱量，進(jìn)而損傷光纖。請(qǐng)?jiān)诓僮鬟^(guò)程中不要破壞或突然彎曲光纖，以盡可能地減少?gòu)澢鷵p耗。

用戶(hù)應(yīng)該針對(duì)給定的應(yīng)用選擇合適的光纖。例如，大模場(chǎng)光纖可以良好地代替標(biāo)準(zhǔn)的單模光纖在高功率應(yīng)用中使用，因?yàn)榍罢呖梢蕴峁└训墓馐|(zhì)量，更大的MFD，且可以降低空氣/光纖界面的功率密度。

階躍折射率石英單模光纖一般不用于紫外光或高峰值功率脈沖應(yīng)用，因?yàn)檫@些應(yīng)用與高空間功率密度相關(guān)。

纖芯泵浦單模摻鐿光纖，單包層

纖芯泵浦設(shè)計(jì)

遠(yuǎn)程通信型光纖幾何形便于處理、拼接和連接

與HI1060-型無(wú)源單模光纖拼接良好

應(yīng)用

低噪聲、低功率前置放大器

ASE光源

連續(xù)波和脈沖激光器和放大器

Liekki YB1200-4/125是一種用于低噪聲、低非線(xiàn)性前置放大器和激光器的高摻鐿光纖。它是用于纖芯泵浦應(yīng)用的單包層光纖。對(duì)于用雙包層光纖做功率放大器的光纖放大器中，這種光纖是用作前置放大器的理想選擇。

這種光纖的遠(yuǎn)程通信幾何形狀使之兼容低成本泵浦二極管、標(biāo)準(zhǔn)單模無(wú)源光纖、以及標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)程通信接頭和拼接技術(shù)。

a.     由于保密協(xié)議，很遺憾我們無(wú)法提供更多信息。

包層泵浦SM和LMA摻鐿光纖，雙包層

包層泵浦設(shè)計(jì)

單模或大模場(chǎng)面積工作

高泵浦吸收、光暗化效應(yīng)低

斜率效率高（75-84%）

應(yīng)用

高平均功率的脈沖放大器

中等和高功率脈沖和連續(xù)波激光器

材料處理

激光雷達(dá)

距離測(cè)量

這些摻鐿雙包層光纖是高達(dá)20瓦的中等和高功率應(yīng)用的理想選擇，包括光纖功率放大器。高效工作的典型斜率效率為75%到84%。用于LMA版本的匹配被動(dòng)光纖在下面有售。

每種光纖的斜率效率曲線(xiàn)請(qǐng)見(jiàn)下表

a.     八邊形包層相對(duì)平面的測(cè)量值。

b.     標(biāo)稱(chēng)值

c.     由于保密協(xié)議，很遺憾我們無(wú)法提供更多信息。

匹配的雙包層無(wú)源光纖

經(jīng)過(guò)優(yōu)化以耦合有源摻雜光纖

提供單模和大模場(chǎng)(LMA)選項(xiàng)

符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的幾何形狀，便于處理

這些無(wú)源光纖非常適合與上面出售的有源光纖拼接。選擇合適的纖芯直徑和數(shù)值孔徑匹配有源光纖，以維持通過(guò)光纖激光器或放大器的光束質(zhì)量。外包層直徑設(shè)計(jì)環(huán)繞有源光纖，以使從無(wú)源到有源光纖的泵浦耦合損耗低。

這些無(wú)源光纖鍍有低折射率的丙烯酸，用于泵浦有源光纖。如有特殊要求，也可提供高折射率丙烯酸酯鍍膜；具體請(qǐng)聯(lián)系技術(shù)支持。

a.     纖芯直徑規(guī)格是指在1060 nm處的遠(yuǎn)場(chǎng)模場(chǎng)直徑。

b.     很抱歉我們無(wú)法提供更多信息。

纖芯泵浦光纖橫截面

包層泵浦光纖橫截面