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激光组合器

光纤耦合

Fiber Coupling

激光耦合解决方案

  • 适用于PicoQuant的所有准直自由空间输出激光器(350 nm以下除外)
  • 各种光纤类型可选:多模,单模和保偏单模
  • 各种输入和输出连接器:FC/APC,FC/PC,SMA,大功率光纤端盖,其他要求可定制
  • (保偏)单模光纤的典型耦合效率为40–60%
  • 多模光纤中的典型耦合效率为80%

来自PicoQuant的大多数激光头均提供准直光束输出,包括LDH、LDH-FA和LDH-IX系列以及高功率VisIR和VisUV激光模块的激光头。所有这些激光光源都可以通过不同的连接器选择性地耦合到各种光纤(如多模、单模或保偏单模)中。我们一般建议使用FC/APC连接器,因为它们可以有效防止干扰激光稳定性的背向反射。

Fiber coupling of LDH Series laser head

为什么是光纤耦合?

将激光光束耦合到光纤中有助于以安全的方式传输光束。但光纤耦合除了具有普通的光传输功能外,还具有改善光束质量的附加效益。例如,准直激光二极管的典型椭圆光斑形状在光纤的输出端被整形成圆形光斑。此外,将光束耦合进入单模光纤或保偏单模光纤甚至可以滤除二极管的所有边模,从而获得圆形甚至是接近TEMoo的高斯分布的光斑轮廓。事实上,对于共聚焦显微镜装置,激光二极管耦合进入保偏单模光纤是必要的。

Fibre coupling of LDH-FA Series laser head

耦合效率

请注意,光纤耦合总是会导致光输出功率的损耗。激光二极管的椭圆光斑耦合进入单模光纤的典型耦合效率为40%左右,耦合进入多模光纤的典型耦合效率为80%左右 。在可见光/近红外范围内,光纤放大激光器光斑耦合进入单模光纤的耦合效率在60%左右,耦合进入多模光纤的耦合效率在80%左右。对于355nm,单模光纤的耦合效率通常为50%。目前针对350nm以下激光光束不提供光纤耦合方案。

还可以根据要求在光纤输出处提供一个可选的准直器。

除了一些使用FC/APC输出接口的蝶形二极管激光头(例如LDH-P-F-1030和 CPDL-S-F-1060),有些激光器默认配备固定输出光纤,如LDH-P-FA-530B。

Fiber coupling of VisIR

参数

光纤类型

典型耦合效率

(LDH/LDH-I)1

典型耦合效率

(LDH-FA/VisUV/VisIR)

典型耦合效率

(Prima)

单模光纤

>40%

>60%

双波长:>30%

保偏单模光纤

>40%

>60%

双波长:>30%

多模光纤

>80%

>80%

三波长:>70%


355nm处:(PM)单模为50%,多模为80%

<350nm:无光纤耦合!

1、由于散射光和可能的波长偏移,在脉冲和连续波操作中光纤的耦合效率不同。对耦合进行了优化,使之能按标准脉冲运行。正常情况下,我们针对激光器在脉冲工作模式下进行耦合效率优化。


直接发射

耦合到多模光纤后

耦合到单模光纤后

LDH或LDH- I系列的激光二极管发出准直输出的椭圆形光斑,典型尺寸为1.5×3.5 mm

当耦合到多模光纤后,光纤出口处的光斑形状近乎于圆形。由于光纤内部多种模式的干扰,光束还会显示出散斑图案。

将一束光耦合进入单模光纤后,因为只有一个模式可以在光纤中传输,从而使光纤出口处的光斑形状变为高斯光斑,

LDH Series - beam shape without fiber

LDH Series - beam shape after multi-mode fiber

LDH Series - beam shape after single mode fiber


光纤放大型光源(LDH-FA、VisUV、VisIR)多为圆形光斑,光斑直径各不相同。

LDH Series - beam shape without fiber


连接类型

大多数应用中使用FC/APC连接器。接头采用8°角抛光尖端的插芯,这样可以最大限度地减少反射光回到光纤中,从而保证激光器稳定的工作。因此,该连接器始终用于激光头,最好也用于光纤输出端。

FC / PC连接器的输出端面是平坦的。如果需要将光纤连接到具有FC / PC连接器的设备上,则在光纤的输出端也需要使用同类型的FC/PC连接器。在这种情况下,应该有效的避开反射脉冲的光路和选定的脉冲周期。

SMA连接器固定精度有限,仅适用于多模光纤。它们的输出端面也是平坦的。