Thorlabs光纖反射/散射探針束

Thorlabs光纖反射/散射探針束特性

帶有參考分支Y型光纖，可用于反射和熒光光譜學

光源斷面照亮樣本

樣本分支配有?1/4英寸探針

光譜儀端部將樣品反射光導(dǎo)入光譜儀中

參考分支允許通過另一光譜儀監(jiān)測光源

為滿足耐用性要求，采用加固不銹鋼導(dǎo)管和鋼制應(yīng)力消除套管

兩個Y型節(jié)點都帶有可調(diào)節(jié)光纖夾具

SMA連接器分支刻有光纖取向(詳情請查看規(guī)格標簽)

帶有參考分支的Thorlabs光纖束探針是用來測量漫反射和鏡面反射，色彩，熒光以及后向散射(固體，液體和粉末狀)進行優(yōu)化設(shè)計的。光纖束被分為兩路，一路將光從光源傳輸給樣品，一路將樣品反射光傳輸給光譜儀，參考分支直接將光從光源處傳輸給另一光譜儀。每個SMA終端分支都刻有光纖取向，而且為便于確認，參考分支都刻有“R"字樣，(詳情請查看規(guī)格標簽)。這些探針非常適合應(yīng)用于光源波動對光譜數(shù)據(jù)產(chǎn)生負面影響的情形下，每一光纖束是利用Thorlabs ?200微米芯徑多模光纖組成的，其中或摻高羥基離子用于250 - 1200納米條件下，或摻低羥基離子用于400-2400納米條件下。

為滿足手工應(yīng)用，每一光纖束都帶有一個?1/4英寸 (?6.35 毫米)的探針，它們包括：光源，光譜儀，帶有SMA連接器的參考分支，以便兼容大多數(shù)光譜儀(包括我們的Thorlabs的CCD光譜儀)和大多數(shù)光源(包括Thorlabs寬帶光纖耦合光源)。通過固緊8-32螺絲，每個Y型節(jié)點的滑動壓板可以被固定在特定位置。

標準的反射式光譜學設(shè)備使用：帶有參考臂的Thorlabs反射式探針，反射式探針夾持器，兩個CCD 光譜儀和寬帶光纖耦合光源。注意：光源端部的參考光纖位置與圖解并不一定匹配。

Thorlabs也提供不帶有參考分支的反向散射/反射式探針。這些光纖束可用于以?1/4英寸探針或者 SMA905連接器結(jié)尾的樣本端部。我們也提供帶有適用于線性光纖束光譜儀末端的探針，這使得樣本的反射比降低，光譜儀的耦合效率提高。

反射式探針夾具

Thorlabs 提供光纖探針機架和夾具(下方有售)，這使得樣品端部可以與探針靠得很近。他們易于調(diào)節(jié)，而且能夠保證在測量過程中光纖位置不變。在鏡面反射光譜學情形下，光纖探頭可被垂直固定，而在漫反射光譜學情形下，光纖探頭采取
45°固定。

我們的分叉光纖束采取耐用鋁制Y型節(jié)點，它有一個可調(diào)節(jié)光纖夾具，通過一個8-32固定螺絲來固定在特定位置。

帶有?1/4英寸探針的RP26反射式探頭可用于漫反射色彩測量

規(guī)格

a.     參考分支光纖的位置不予保證。

b.     樣品分支的末端可以用蘸有丙酮或甲醇的擦鏡紙清潔。

低于300 nm時可能會發(fā)生負感作用。如需用抗負感光纖定制光纖束，請聯(lián)系技術(shù)支持。

光纖束的數(shù)值孔徑與單根光纖的數(shù)值孔徑相同。

受不銹鋼套管限制

受光纖限制

反射式光譜學應(yīng)用

反射式光譜學探針可以與CCD 光譜儀、寬帶光纖耦合光源以及光纖探針固定架(下方有售)配套使用，可以在監(jiān)測光源的同時用作漫反射，鏡面反射和色彩的測量。電腦上的紅線代指樣本光譜，藍線代指光源的光譜。這次測量采用兩個CCS100光譜儀，一個SLS201鎢鹵素燈穩(wěn)定光源，RP26反射式探針束和RPS反射式探針支撐架。Thorlabs提供使用該裝置的其他項目的詳細信息，請見下文。

光譜儀

Thorlabs提供多種基于CCD光譜儀，用于可見光、近紅外或紫外到近紅外波段。CCS100和CCS175用于350 - 700 nm和 500 - 1000 nm波段，分辨率分別為0.5 nm，0.6 nm。CCS200用于200 - 1000 nm波段，分辨率為2.0 nm，但在分析寬帶光譜時，紫外范圍可能會嚴重衰減。

光源

SLS201L鎢鹵素寬帶光纖耦合光源提供2796K色溫黑體光譜(波長在300 - 2600nm之間)，具有有源電子穩(wěn)定性(較低的光譜和強度漂移)。另外，SLS202L光源提供與1900K色溫相同的性能，發(fā)射光譜范圍為450 - 5500 nm，而SLS203L提供自由空間輸出，色溫1500 K，發(fā)射光譜范圍為500 - 9000 nm。我們也提供光纖耦合的LED，可用來選擇峰值波長或獲得寬帶白光發(fā)射光譜。

此外，如果反射式探針不用于照明，Thorlabs也提供多種寬帶和單波長光源，包括自由空間或用于單光纖跳線輸出。我們自由空間和液體光波導(dǎo)耦合的等離子體光源通過黑體輻射光譜提供*度照明光。我們的光纖耦合光源可用于強光單波長照明。

通過RPH夾塊以45°固定測試漫反射

反射式探針光纖束

該頁面的反射式探頭包括高羥基和低羥基多模光纖，分別對應(yīng)波長250 - 1200 nm和400 - 2400 nm，這些探針的樣本端以?1/4英寸探針結(jié)尾。

Thorlabs 也提供不帶有參考分支的反射式探針。這些探針的樣本端可以接?1/4英寸探針或者SMA連接器。那些連接?1/4英寸探針的可用于線性光纖束光譜儀，由于樣本的低反射率，使得光譜儀的耦合效率得以提高。

如果反射式探針束提供的同軸照明不是非常關(guān)鍵，可以將光纖跳線或光纖束與SMA連接器分開，這就實現(xiàn)了照明與信號光收集。我們的大口徑圓形光纖束將照明強度大化，而我們的單光纖多模SMA光纖跳線對于照明或者連接到光纖耦合激光器是非常有用的。我們也提供圓形轉(zhuǎn)線性光纖束，這種可以將光譜儀處的信號強度大化。

反射式探針固定架

Thorlabs 提供RPS光纖探針支撐架(上圖和左圖所示)，使得光纖探針相對于樣本以90°或45°穩(wěn)定放置。探頭夾臂(單獨出售)也可以利用?1/2英寸接桿集成到其他光機設(shè)備上。另外,RPH探針夾塊直接在樣本,允許光纖被固定在接近表面處,也就擋住了測試過程中的房間燈光。

定制光纖束

Thorlabs樂于給您供應(yīng)定制的帶隨機或確定光纖配置的直光纖束和扇出光纖束。有下表列出了我們當前能生產(chǎn)的一些光纖束。我們正在擴展生產(chǎn)能力，所以如果此處沒有您所要求的光纖束也可以聯(lián)系我們。一些定制光纖束的要求將超出我們的一般的生產(chǎn)工藝技術(shù)范圍。所以我們不能保證能夠制造出的光纖束配置符合您的特殊應(yīng)用要求。但是，我們的工程師也非常樂于與您一起確定Thorlabs是否能夠生產(chǎn)符合您需要的光纖束。如需報價，請?zhí)峁┙o我們您的光纖束配置圖。

樣品光纖束接頭配置

定制1轉(zhuǎn)4束扇出型光纜

定制帶SMA905接頭的石英光纖束

在一束20根光纖中，一般多有一根是暗纖，即一束中95%的光纖都是完好的。對于每支中不止一根光纖的光纖束，有5-10%的光纖是暗纖。

這些光纖束不適合要求均勻功率分布的應(yīng)用。

套管的選擇會被光纖類型、光纖數(shù)量和長度所限制。一般來說，在定制光纖束中會使用不止一種套管，尤其是分叉光纖束。

它代表公共端光纖的大纖芯直徑。分離端光纖的纖芯直徑算入了公共端纖芯直徑。

光纖束的長度公差≤2 m。請聯(lián)系techsupport-cn@thorlabs.com討論更長光纖束的公差。

我們不能保證在分叉光纖束公共端處光纖或幾何結(jié)構(gòu)之間的距離。

我們的光纜工程師可以協(xié)助設(shè)計符合您應(yīng)用的光纖束。對于您的定制光纖束要求，請聯(lián)系techsupport-cn@thorlabs.com。請?zhí)峁┠ㄖ乒饫w束的圖紙，我們可以更快地給您報價。

損傷閥值

激光誘導(dǎo)的光纖損傷

以下教程詳述了無終端(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制，包括空氣-玻璃界面(自由空間耦合或使用接頭時)的損傷機制和光纖玻璃內(nèi)的損傷機制。諸如裸纖、光纖跳線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。用戶可以以此教程為指南，估算大程度降低損傷風險的安全功率水平。如果遵守了所有恰當?shù)闹苽浜瓦m用性指導(dǎo)，用戶應(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，用戶應(yīng)該遵守下面描述的"實際安全水平"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，光纖耦合時未對準、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制。自由空間耦合或使用光學接頭匹配兩根光纖時，光會入射到這個界面。如果光的強度很高，就會降低功率的適用性，并給光纖造成性損傷。而對于使用環(huán)氧樹脂將接頭與光纖固定的終端光纖而言，高強度的光產(chǎn)生的熱量會使環(huán)氧樹脂熔化，進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

所有值針對無終端(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有損傷風險的大功率密度估算值。用戶在高功率下工作前，必須驗證系統(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。光纖一般通過環(huán)氧樹脂粘合到陶瓷或不銹鋼插芯中。光通過接頭耦合到光纖時，沒有進入纖芯并在光纖中傳播的光會散射到光纖的外層，再進入插芯中，而環(huán)氧樹脂用來將光纖固定在插芯中。如果光足夠強，就可以熔化環(huán)氧樹脂，使其氣化，并在接頭表面留下殘渣。這樣，光纖端面就出現(xiàn)了局部吸收點，造成耦合效率降低，散射增加，進而出現(xiàn)損傷。

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

為了大程度地減小熔化環(huán)氧樹脂的風險，可以在光纖端面附近的光纖與插芯之間構(gòu)建無環(huán)氧樹脂的氣隙光纖接頭。我們的高功率多模光纖跳線就使用了這種設(shè)計特點的接頭。

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

確定具有多種損傷機制的功率適用性

光纖跳線或組件可能受到多種途徑的損傷(比如，光纖跳線)，而光纖適用的大功率始終受到與該光纖組件相關(guān)的低損傷閾值的限制。

例如，右邊曲線圖展現(xiàn)了由于光纖端面損傷和光學接頭造成的損傷而導(dǎo)致單模光纖跳線功率適用性受到限制的估算值。有終端的光纖在給定波長下適用的總功率受到在任一給定波長下，兩種限制之中的較小值限制(由實線表示)。在488 nm左右工作的單模光纖主要受到光纖端面損傷的限制(藍色實線)，而在1550
nm下工作的光纖受到接頭造成的損傷的限制(紅色實線)。

對于多模光纖，有效模場由纖芯直徑確定，一般要遠大于SM光纖的有效模場。因此，其光纖端面上的功率密度更低，較高的光功率(一般上千瓦的數(shù)量級)可以無損傷地耦合到光纖中(圖中未顯示)。而插芯/接頭終端的損傷限制保持不變，這樣，多模光纖的大適用功率就會受到插芯和接頭終端的限制。

請注意，曲線上的值只是在合理的操作和對準步驟幾乎不可能造成損傷的情況下粗略估算的功率水平值。值得注意的是，光纖經(jīng)常在超過上述功率水平的條件下使用。不過，這樣的應(yīng)用一般需要專業(yè)用戶，并在使用之前以較低的功率進行測試，盡量降低損傷風險。但即使如此，如果在較高的功率水平下使用，則這些光纖元件應(yīng)該被看作實驗室消耗品。

光纖內(nèi)的損傷閾值

除了空氣玻璃界面的損傷機制外，光纖本身的損傷機制也會限制光纖使用的功率水平。這些限制會影響所有的光纖組件，因為它們存在于光纖本身。光纖內(nèi)的兩種損傷包括彎曲損耗和光暗化損傷。

彎曲損耗

光在纖芯內(nèi)傳播入射到纖芯包層界面的角度大于臨界角會使其無法全反射，光在某個區(qū)域就會射出光纖，這時候就會產(chǎn)生彎曲損耗。射出光纖的光一般功率密度較高，會燒壞光纖涂覆層和周圍的松套管。

有一種叫做雙包層的特種光纖，允許光纖包層(第二層)也和纖芯一樣用作波導(dǎo)，從而降低彎折損傷的風險。通過使包層/涂覆層界面的臨界角高于纖芯/包層界面的臨界角，射出纖芯的光就會被限制在包層內(nèi)。這些光會在幾厘米或者幾米的距離而不是光纖內(nèi)的某個局部點漏出，從而大限度地降低損傷。Thorlabs生產(chǎn)并銷售0.22 NA雙包層多模光纖，它們能將適用功率提升百萬瓦的范圍。

光暗化

光纖內(nèi)的第二種損傷機制稱為光暗化或負感現(xiàn)象，一般發(fā)生在紫外或短波長可見光，尤其是摻鍺纖芯的光纖。在這些波長下工作的光纖隨著曝光時間增加，衰減也會增加。引起光暗化的原因大部分未可知，但可以采取一些列措施來緩解。例如，研究發(fā)現(xiàn)，羥基離子(OH)含量非常低的光纖可以抵抗光暗化，其它摻雜物比如氟，也能減少光暗化。

即使采取了上述措施，所有光纖在用于紫外光或短波長光時還是會有光暗化產(chǎn)生，因此用于這些波長下的光纖應(yīng)該被看成消耗品。

制備和處理光纖

高功率下使用光纖的注意事項

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(佳的光學對準和非常干凈的光纖端面)，光纖元件適用的功率可能會增大。用戶先必須在他們的系統(tǒng)內(nèi)驗證光纖的性能和穩(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)。以下事項是一些有用的建議，有助于考慮在光纖或組件中增大光學功率。

要防止光纖損傷光耦合進光纖的對準步驟也是重要的。在對準過程中，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，會發(fā)生散射引起損傷。使用光纖熔接機將光纖組件熔接到系統(tǒng)中，可以增大適用的功率，因為它可以大程度地減少空氣/光纖界面損傷的可能性。用戶應(yīng)該遵守所有恰當?shù)闹笇?dǎo)來制備，并進行高質(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試并對準系統(tǒng)。然后將系統(tǒng)功率緩慢增加到所希望的輸出功率，同時周期性地驗證所有組件對準良好，耦合效率相對光學耦合功率沒有變化。

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，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，進而損傷光纖。請在操作過程中不要破壞或突然彎曲光纖，以盡可能地減少彎曲損耗。

用戶應(yīng)該針對給定的應(yīng)用選擇合適的光纖。例如，大模場光纖可以良好地代替標準的單模光纖在高功率應(yīng)用中使用，因為前者可以提供更佳的光束質(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，因為這些應(yīng)用與高空間功率密度相關(guān)。

探測光纖束，帶參考分支

RP26和RP27反射式探針在光源，光譜儀和參考分支上連接SMA連接器，在樣本末端連接?1/4英寸探針。光源分支由六束光纖組成，將光大化的傳輸給樣本，光譜儀和參考分支為單根光纖。防水?1/4探針為4.25英寸(10.8厘米)長,可手持或使用RPS支架或RPH夾塊(出售)固定。光源、光譜儀和參考分支端部兼容帶有SMA隔板的組件。為增加耐用性,這些光纖線纜與塑料覆蓋不銹鋼保護管(FT061PS) 合并在一塊，并配有加固金屬應(yīng)力消除裝置。

每個光纖跳線帶有四個橡膠保護帽,保護連接器兩端免受灰塵和其他危害。額外的用于SMA端部的的CAPM橡膠光纖帽也單獨提供。

請注意參考分支光纖的位置并不固定。

a.     用于低于300納米情形下會發(fā)生時間相關(guān)的負感作用。如需用抗負感光纖定制光纖束，請聯(lián)系技術(shù)支持。

b.     樣品分支的末端可以用蘸有丙酮或甲醇的擦鏡紙清潔。

c.     光纖束的數(shù)值孔徑與單光纖的相同。

d.     由不銹鋼護套限制

e.     由光纖限制

可調(diào)探針支架

安全固定帶有?1/4英寸探頭樣本分支的光纖探針

光纖探針方向相對于樣本角度為90° 或45°

可調(diào)高度臂能夠適應(yīng)樣本少55毫米（2.16英寸）的高度

?6英寸(?152.4毫米) 底座，其上刻有網(wǎng)格和同心圓

也可以更換使用組裝臂

Thorlabs' RPS 可調(diào)光纖探針支架是專為?1/4英寸光纖束探針設(shè)計的，可以45° 測量漫反射或以 90°測量鏡面反射。每個支架由可調(diào)光纖固定臂（也可單獨使用），一個刻有高度刻度的?1/2英寸接桿和一個刻有網(wǎng)格和同心圓的?6英寸(?152.4毫米) 底座組成。

90°時鏡面反射測試

利用翼形螺釘TS25H將樣本分支的?1/4英寸探針固定在RPA立臂的特定位置，立臂高度可以通過TS25H翼形螺釘來調(diào)節(jié)，該螺釘為彈簧支撐,并帶有可伸縮的縮醛樹脂™*。后的位置調(diào)整完成后，彈簧支撐的*提供了足夠的力量來固定立臂,并允許的高度調(diào)整。當使用RPS支架時,可以使用自帶的光學接桿匹配高達55毫米(2.16英寸)的樣本高度。對于更高的樣本,可以用較長的英制或公制?1/2英寸接桿替換自帶的接桿。接桿通過底座下面的M6螺絲來固定，用3/16英寸或5 mm球頭起子即可將螺絲移除。如果用英制?1/2英寸接桿替換原接桿，SH25S0631/4英寸-20螺釘也是必需的。

更換的RPA接桿固定臂也可以單獨使用。這些立臂也可以用來在定制光機設(shè)備上安裝?1/4英寸探針，只需將光機設(shè)備固定在?1/2英寸接桿上即可。

緊致探測光纖束夾塊

保證光纖探針與樣品角度為90°
或 45°

通過將夾塊直接放置在樣品上進行平面的反射率和色彩測量

用于?1/4英寸光纖探針的夾塊允許光纖束*直接放置在樣品上，在不使用遮蔽膠帶的情形下，小孔被覆蓋后就阻止了背景光的進入。利用兩個端口來保證探針相對樣品角度為45° 或90° 。探針高度可通過兩個TS25H翼形螺釘中的一個來調(diào)節(jié)。

45°
和 90°端口的輸出口相同，正如上面RPH原理圖所示。

RPH原理圖

利用RPH ?1/4英寸探針固定器進行鏡面反射測試

損傷的光纖端面