多模光纤收发器

多模光纤 多模光纤（MM Fiber）在是给定的工作波长上传输多种模式的光纤。按其折射率的分布分为突变型和渐变型。普通多模光纤的数值孔径为0.2±0.02，芯径/外径为50μm/125μnu其传输参数为带宽和损耗。由于多模光纤中传输的模式多达数百个，各个模式的传播常数和群速率不同，使光纤的带宽窄，色散大，损耗也大，只适于中短距离和小容量的光纤通信系统。 多模光纤容许不同模式的光于一根光纤上传输，由于多模光纤的芯径较大，故可使用较为廉价的耦合器及接线器，多模光纤的纤芯直径为50μm至100μm。 上海屹持光电可提供62.5-1000μm芯径的多模光纤，欢迎选购！典型产品参数：参数MM105/125MM100/140MM50/125MM62.5/125纤芯直径（μm）105±2.5100±3.050±2.562.5±2.5包层直径（μm）125±3140±3.0125±2.0125±2.0涂层直径（μm）245245±10245±7245±7数值孔径0.24±0.02；0.15±0.02；0.275±0.02；0.22±0.02；0.20±0.0150.275±0.015衰减@850nm，dB/km≤4.0≤2.5≤3.0衰减@1300nm，dB/km≤3.0≤0.7≤0.7更多类型光纤产品请致电联系我们！相关产品链接1.phasics高精度波前分析仪2.光学斩波器3.光束质量分析仪4.光电探测器5.激光功率能量计6.激光波长计7.光谱仪8.单色仪/分光仪9.红外激光观测仪与防护10.CCD相机和镜头

多模光纤跳线，镀增透膜特性SMA905接头的光纤末端镀有增透膜工作波长范围：250 - 370 nm，400 - 700 nm或650 - 1100 nm在镀有增透膜的范围，Ravg低羟基0.22 NA多模光纤，纤芯直径为?50，?100或?200 μm在不锈钢套管内的2 m长跳线，和SMA905接头Thorlabs的镀增透膜的多模光纤跳线在SMA905接头的光纤末端镀有增透膜。增透膜使其具有更好的透射率，改善回波损耗。这些光纤跳线非常适用于光纤到自由空间应用，比如使用我们FiberPort、固定非球面准直器、反射型准直器、大光束准直器的光谱仪和准直/耦合应用，或任何其它准直/耦合光学元件。由于SMA905接头利用了一个空气间隙，因此这些跳线在光纤到光纤的应用中还能实现更好的透过率，更低回波损耗，非常适合于与我们的ADASMA或ADASMAB2SMA匹配套管一起使用。为了提高耐用性，这些跳线整合了不锈钢FT05SS保护套管。每根跳线包含两个保护帽，用于在不使用时防护接头端免受灰尘和其它有害物质污染。我们还单独出售用于SMA接头的CAPM橡胶光纤帽和CAPMM金属螺纹光纤帽。清洁镀增透膜的接头端且不损坏镀膜的方法有好几种。将压缩空气轻轻喷在接头端是比较理想的做法。其他方法包括使用浸有异丙醇或甲醇的无绒光学擦拭纸或FCC-7020光纤接头清洁器轻轻擦拭。但是请不要使用干的擦拭纸，因为可能会损坏增透膜涂层。我们还提供FC/PC或FC/APC接头的镀增透膜单模光纤跳线。注意：右边的数据为典型值。实际反射率会因镀增透膜过程的不同而稍有变化。镀增透膜的多模光纤跳线的典型反射率值。Coated Patch Cables Selection GuideSingle Mode AR-Coated Patch CablesTEC Single Mode AR-Coated Patch CablesPolarization-Maintaining AR-Coated Patch CablesMultimode AR-Coated Patch CablesHR-Coated Patch CablesBeamsplitter-Coated Patch CablesIn-Stock Multimode Fiber Optic Patch Cable SelectionStep IndexGraded IndexFiber BundlesUncoatedCoatedMid-IROptogeneticsSpecialized ApplicationsSMAFC/PCFC/PC to SMASquare-Core FC/PC and SMAAR-Coated SMAHR-Coated FC/PCBeamsplitter-Coated FC/PCFluoride FC and SMALightweight FC/PCLightweight SMARotary Joint FC/PC and SMAHigh-Power SMAUHV, High-Temp. SMAArmored SMASolarization-Resistant SMAFC/PCFC/PC to LC/PC多模光纤教程在光纤中引导光光纤属于光波导，光波导是一种更为广泛的光学元件，可以利用全内反射(TIR)在固体或液体结构中限制并引导光。光纤通常可以在众多应用中使用；常见的例子包括通信、光谱学、照明和传感器。比较常见的玻璃(石英)纤维使用一种称之为阶跃折射率光纤的结构，如右图所示。这种光纤的纤芯由一种折射率比外面包层高的材料构成。在光纤中以临界角入射时，光会在纤芯/包层界面产生全反射，而不会折射到周围的介质中。为了达到TIR的条件，发射到光纤中入射光的角度必须小于某个角度，即接收角，θacc。根据斯涅耳定律可以计算出这个角：其中，ncore为纤芯的折射率，nclad为光纤包层的折射率，n为外部介质的折射率，θcrit为临界角，θacc为光纤的接收半角。数值孔径(NA)是一个无量纲量，由光纤制造商用来确定光纤的接收角，表示为：对于芯径(多模)较大的阶跃折射率光纤，使用这个等式可以直接计算出NA。NA也可以由实验确定，通过追踪远场光束分布并测量光束中心与光强为zui大光强5%的点之间的角度即可；但是，直接计算NA得出的值更为准确。光纤的全内反射光纤中的模式数量光在光纤中传播的每种可能路径即为光纤的导模。根据纤芯/包层区域的尺寸、折射率和波长，单光纤内可支持从一种到数千种模式。而其中zui常使用两种为单模(支持单导模)和多模(支持多种导模)。在多模光纤中，低阶模倾向于在空间上将光限制在纤芯内；而高阶模倾向于在空间上将光限制在纤芯/包层界面的附近。使用一些简单的计算就可以估算出光纤支持的模(单模或多模)的数量。归一化频率，也就是常说的V值，是一个无量纲的数，与自由空间频率成比例，但被归为光纤的引导属性。V值表示为：其中V为归一化频率(V值)，a为纤芯半径，λ为自由空间波长。多模光纤的V值非常大；例如，芯径为?50 μm、数值孔径为0.39的多模光纤，在波长为1.5 μm时，V值为40.8。对于具有较大V值的多模光纤，可以使用下式近似计算其支持的模式数量：上面例子中，芯径为?50 μm、NA为0.39的多模光纤支持大约832种不同的导模，这些模可以同时穿过光纤。单模光纤V值必须小于截止频率2.405，这表示在这个时候，光只耦合到光纤的基模中。为了满足这个条件，单模光纤的纤芯尺寸和NA要远小于同波长下的多模光纤。例如SMF-28超单模光纤的标称NA为0.14，芯径为?8.2 μm，在波长为1550 nm时，V值为2.404。衰减来源光纤损耗，也称之为衰减，是光纤的特性，可以通过量化来预测光纤装置内的总透射功率损耗。这些损耗来源一般与波长相关，因光纤的使用材料或光纤的弯曲等而有所差异。常见衰减来源的详情如下：吸收标准光纤中的光通过固体材料引导，因此，光在光纤中传播会因吸收而产生损耗。标准光纤使用熔融石英制造，经优化可在波长1300 nm-1550 nm的范围内传播。波长更长(2000nm)时，熔融石英内的多声子相互作用造成大量吸收。使用氟化锆、氟化铟等氟氧物玻璃制造中红外光纤，主要是因为它们处于这些波长范围时损耗较低。氟化锆、氟化铟的多声子边分别为~3.6 μm和~4.6 μm。光纤内的污染物也会造成吸收损耗。其中一种污染物就是困在玻璃纤维中的水分子，可以吸收波长在1300 nm和2.94 μm的光。由于通信信号和某些激光器也是在这个区域里工作，光纤中的任意水分子都会明显地衰减信号。玻璃纤维中离子的浓度通常由制造商控制，以便调节光纤的传播/衰减属性。例如，石英中本来就存在羟基(OH-)，可以吸收近红外到红外光谱的光。因此，羟基浓度较低的光纤更适合在通信波长下传播。而羟基浓度较高的光纤在紫外波长范围时有助于传播，因此，更适合对荧光或UV-VIS光谱学等应用感兴趣的用户。散射对于大多数光纤应用来说，光散射也是损耗的来源，通常在光遇到介质的折射率发生变化时产生。这些变化可以是由杂质、微粒或气泡引起的外在变化；也可以是由玻璃密度的波动、成分或相位态引起的内在变化。散射与光的波长呈负相关关系，因此，在光谱中的紫外或蓝光区域等波长较短时，散射损耗会比较大。使用恰当的光纤清洁、操作和存储存步骤可以尽可能地减少光纤jian端的杂质，避免产生较大的散射损耗。弯曲损耗因光纤的外部和内部几何发生变化而产生的损耗称之为弯曲损耗。通常包含两大类：宏弯损耗和微弯损耗。宏弯损耗造成的衰减微弯损耗造成的衰减宏弯损耗一般与光纤的物理弯曲相关；例如，将其卷成圈。如右图所示，引导的光在空间上分布在光纤的纤芯和包层区域。以某半径弯曲光纤时，在弯曲外半径的光不能在不超过光速时维持相同的空间模分布。相反，由于辐射能量会损耗到周边环境中。弯曲半径较大时，与弯曲相关的损耗会比较小；但弯曲半径小于光纤的推荐弯曲半径时，弯曲损耗会非常大。光纤可以在弯曲半径较小时进行短时间工作；但如果要长期储存，弯曲半径应该大于推荐值。使用恰当的储存条件(温度和弯曲半径)可以降低对光纤造成yong久性损伤的几率；FSR1光纤缠绕盘设计用来zui大程度地减少高弯曲损耗。微弯损耗由光纤的内部几何，尤其是纤芯和包层发生变化而产生。光纤结构中的这些随机变化(即凸起)会破坏全内反射所需的条件，使得传播的光耦合到非传播模中，造成泄露(详情请看右图)。与由弯曲半径控制的宏弯损耗不同，微弯损耗是由制造光纤时在光纤内造成的yong久性缺陷而产生。包层模虽然多模光纤中的大多数光通过纤芯内的TIR引导，但是由于TIR发生在包层与涂覆层/保护层的界面，在纤芯和包层内引导光的高阶模也可能存在。这样就产生了我们所熟知的包层模。这样的例子可在右边的光束分布测量中看到，其中体现了包层模包层中的光强比纤芯中要高。这些模可以不传播(即它们不满足TIR的条件)，也可以在一段很长的光纤中传播。由于包层模一般为高阶模，在光纤弯曲和出现微弯缺陷时，它们就是损耗的来源。通过接头连接两个光纤时包层模会消失，因为它们不能在光纤之间轻松耦合。由于包层模对光束空间轮廓的影响，有些应用(比如发射到自由空间中)中可能不需要包层模。光纤较长时，这些模会自然衰减。对于长度小于10 m的光纤，消除包层模的一种办法就是将光纤缠绕在半径合适的芯轴上，这样能保留需要的传播模式。在FT200EMT多模光纤与M565F1 LED的光束轮廓中，展现了包层而不是纤芯引导的光。入纤方式多模光纤未充满条件对于在NA较大时接收光的多模光纤来说，光耦合到光纤的的条件(光源类型、光束直径、NA)对性能有着极大影响。在耦合界面，光的光束直径和NA小于光纤的芯径和NA时，就出现了未充满的入纤条件。这种情况的常见例子就是将激光光源发射到较大的多模光纤。从下面的图和光束轮廓测量可以看出，未充满时会使光在空间上集中到光纤的中心，优先充满低阶模，而非高阶模。因此，它们对宏弯损耗不太敏感，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。展示未充满条件的图(左边)和使用FT200EMT多模光纤进行的光束轮廓测量(右边)。多模光纤过满条件在耦合界面，光束直径和NA大于光纤的芯径和NA时就出现了过满的情况。实现这种条件的一个方法就是将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，均匀充满低阶模和高阶模(请看下图)，增加耦合到光纤包层模的可能性。高阶模比例的增加意味着过满光纤对弯曲损耗会更为敏感。在这种条件下，所测的插入损耗会大于典型值，与未充满光纤条件相比，会产生较高的总输出功率。展示过满条件的图(左边)和使用FT200EMT多模光纤进行的光束轮廓测量(右边)。多模光纤未充满或过满条件各有优劣，这取决于特定应用的要求。如需测量多模光纤的基准性能，Thorlabs建议使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，对衰减较为敏感的高阶模会消失。损伤阀值激光诱导的光纤损伤以下教程详述了无终端(裸露的)、有终端光纤以及其他基于激光光源的光纤元件的损伤机制，包括空气-玻璃界面(自由空间耦合或使用接头时)的损伤机制和光纤玻璃内的损伤机制。诸如裸纤、光纤跳线或熔接耦合器等光纤元件可能受到多种潜在的损伤(比如，接头、光纤端面和装置本身)。光纤适用的zui大功率始终受到这些损伤机制的zui小值的限制。虽然可以使用比例关系和一般规则估算损伤阈值，但是，光纤的jue对损伤阈值在很大程度上取决于应用和特定用户。用户可以以此教程为指南，估算zui大程度降低损伤风险的安全功率水平。如果遵守了所有恰当的制备和适用性指导，用户应该能够在指定的zui大功率水平以下操作光纤元件；如果有元件并未指定zui大功率，用户应该遵守下面描述的"实际安全水平"该，以安全操作相关元件。可能降低功率适用能力并给光纤元件造成损伤的因素包括，但不限于，光纤耦合时未对准、光纤端面受到污染或光纤本身有瑕疵。Quick LinksDamage at the Air / Glass InterfaceIntrinsic Damage ThresholdPreparation and Handling of Optical Fibers空气-玻璃界面的损伤空气/玻璃界面有几种潜在的损伤机制。自由空间耦合或使用光学接头匹配两根光纤时，光会入射到这个界面。如果光的强度很高，就会降低功率的适用性，并给光纤造成yong久性损伤。而对于使用环氧树脂将接头与光纤固定的终端光纤而言，高强度的光产生的热量会使环氧树脂熔化，进而在光路中的光纤表面留下残留物。损伤的光纤端面未损伤的光纤端面Estimated Optical Power Densities on Air / GlassInterfaceaTypeTheoretical DamageThresholdbPractical SafeLevelcCW(Average Power)~1 MW/cm2~250 kW/cm210 ns Pulsed(Peak Power)~5 GW/cm2~1 GW/cm2所有值针对无终端(裸露)的石英光纤，适用于自由空间耦合到洁净的光纤端面。这是可以入射到光纤端面且没有损伤风险的zui大功率密度估算值。用户在高功率下工作前，必须验证系统中光纤元件的性能与可靠性，因其与系统有着紧密的关系。这是在大多数工作条件下，入射到光纤端面且不会损伤光纤的安全功率密度估算值。插芯/接头终端相关的损伤机制有终端接头的光纤要考虑更多的功率适用条件。光纤一般通过环氧树脂粘合到陶瓷或不锈钢插芯中。光通过接头耦合到光纤时，没有进入纤芯并在光纤中传播的光会散射到光纤的外层，再进入插芯中，而环氧树脂用来将光纤固定在插芯中。如果光足够强，就可以熔化环氧树脂，使其气化，并在接头表面留下残渣。这样，光纤端面就出现了局部吸收点，造成耦合效率降低，散射增加，进而出现损伤。与环氧树脂相关的损伤取决于波长，出于以下几个原因。一般而言，短波长的光比长波长的光散射更强。由于短波长单模光纤的MFD较小，且产生更多的散射光，则耦合时的偏移也更大。为了zui大程度地减小熔化环氧树脂的风险，可以在光纤端面附近的光纤与插芯之间构建无环氧树脂的气隙光纤接头。我们的高功率多模光纤跳线就使用了这种设计特点的接头。曲线图展现了带终端的单模石英光纤的大概功率适用水平。每条线展示了考虑具体损伤机制估算的功率水平。zui大功率适用性受到所有相关损伤机制的zui低功率水平限制(由实线表示)。制备和处理光纤通用清洁和操作指南建议将这些通用清洁和操作指南用于所有的光纤产品。而对于具体的产品，用户还是应该根据辅助文献或手册中给出的具体指南操作。只有遵守了所有恰当的清洁和操作步骤，损伤阈值的计算才会适用。安装或集成光纤(有终端的光纤或裸纤)前应该关掉所有光源，以避免聚焦的光束入射在接头或光纤的脆弱部分而造成损伤。光纤适用的功率直接与光纤/接头端面的质量相关。将光纤连接到光学系统前，一定要检查光纤的末端。端面应该是干净的，没有污垢和其它可能导致耦合光散射的污染物。另外，如果是裸纤，使用前应该剪切，用户应该检查光纤末端，确保切面质量良好。如果将光纤熔接到光学系统，用户首先应该在低功率下验证熔接的质量良好，然后在高功率下使用。熔接质量差，会增加光在熔接界面的散射，从而成为光纤损伤的来源。对准系统和优化耦合时，用户应该使用低功率；这样可以zui大程度地减少光纤其他部分(非纤芯)的曝光。如果高功率光束聚焦在包层、涂覆层或接头，有可能产生散射光造成的损伤。实验观测Thorlabs实验观测：利用多模光纤修改光束轮廓我们在此给出探索多模光纤输出光束轮廓如何受到光束入射角影响的实验测量结果。有些应用中可能需要其他诸如高帽或甜甜圈等轮廓的光束分布，而不需要一般光学元件提供的固有高斯分布。这里，我们探索了改变聚焦激光束进入多模光纤跳线时的入射角所产生的影响。将光垂直聚焦于光纤面，会产生近高斯输出光束轮廓(图1)，增大入射角则会产生高帽(图2)和甜甜圈(图3)形状的光束轮廓。这些结果展现了利用多模光纤改变光束轮廓的方法。实验中，我们使用一根M38L01纤芯?200μm、数值孔径0.39的阶跃折射率光纤跳线(裸纤型号FT200EMT)作为聚焦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，分别产生初始轮廓、高帽轮廓和甜甜圈轮廓。每次改变角度时，都要优化输入光纤的对准，同时用功率计监测输出功率，确保实现zui大的耦合。然后，在9秒的曝光时间下采集图像，并评估光束轮廓的形状。注意，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1500 grit的散射片，以减少空间相干，形成干净的输出光束轮廓。假设一种光线追迹模型，存在两种沿着多模光纤传播的常见光线：(a)子午光线，每次反射之后都通过光纤的中心轴，和(b)斜光线，不通过光纤的中心轴。下面的图片展现了实验过程中观察到的三种基本光线传播情况。图4和图6分别绘制出了子午光线和斜光线通过多模光纤的传播，以及在光纤输出端的相关理论光束分布。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路径传播。图5描绘了子午光线和斜光线的光束传播和光束分布。我们通过改变光耦合到多模光纤的入射角，修改子午光线与斜光线的传播，使输出光束从近高斯分布(主要是子午光线，请看图1)变成高帽分布(子午光线和斜光线混合，请看图2)，再变成甜甜圈分布(主要是斜光线，请看图3)。图4到图6显示的光束轮廓都在离光纤端面5 mm处获得。这些结果体现了利用标准的多模光纤跳线以一种相对低成本的方法将入射高斯轮廓修改成高帽和甜甜圈轮廓，且损耗极微。图 1.入射角为0°时获得的近高斯光束轮廓(垂直于光纤面)图 2.入射角为11°时获得的高帽光束轮廓图 3.入射角为15°时获得的甜甜圈光束轮廓图 4.对应近高斯输出轮廓的子午光线传播图 5.对应甜甜圈轮廓的斜光线传播图 6.对应高帽轮廓的子午光线和斜光线传播多模光纤跳线，镀增透膜，用于250-370 nm(SMA905 接头)Item #Fiber TypeCoreCladdingOperatingWavelengthRangeaFiberAttenuation(Click for Graph)NAAR CoatingARPlotLengthBend RadiusShort TermbLong TermM100L02S-UVUM22-100?100 ± 3 μm?110 ± 3 μm250 - 370 nm0.22Ravgfrom 250 - 370 nm2 +0.075/-0.0 m23 mm33 mmM200L02S-UVUM22-200?200 ± 4 μm?220 ± 4 μm250 - 370 nm23 mm66 mma. 该跳线的工作波长范围是由裸纤和增透膜的波长范围决定的。b. 受到FT05SS外部套管的zui小弯曲半径所限制。产品型号公英制通用M100L02S-UVCustomer Inspired! 多模光纤跳线，镀增透膜，?100 μm，0.22 NA，抗负感，SMA905-SMA905，250-370 nm，长2米M200L02S-UVCustomer Inspired! 多模光纤跳线，镀增透膜，?200 μm，0.22 NA，抗负感，SMA905-SMA905，250-370 nm，长2米多模光纤跳线，镀增透膜，用于400-700 nm(SMA905接头)Item #Fiber TypeCoreCladdingOperatingWavelengthRangeaFiberAttenuation(Click for Graph)NAAR CoatingARPlotLengthBend RadiusShort TermcLong TermM105L02S-AFG105LCA?105 μm ± 2%?125 ±1 μm400 - 700 nm0.22Ravg from 350 - 700 nm2 +0.075/-0.0 m23 mm30 mmM200L02S-UVUM22-200?200 ± 4 μm?220 ± 4 μm250 - 370 nm23 mm30 mmM200L02S-AFG200LCC?200 ± 8 μm?240 ± 5 μm400 - 700 nm23 mm24 mma. 该跳线的工作波长范围是由裸纤和增透膜的波长范围决定的。b. 该增透膜设计用于350-700 nm，但在紫外波段光纤的衰减更强，限制了该跳线的工作波长范围。c. 受到FT05SS外部套管的最小弯曲半径所限制。产品型号公英制通用M50L02S-ACustomer Inspired! 多模光纤跳线，镀增透膜，?50 μm，0.22NA，SMA-SMA，350-700 nm，长2米M105L02S-ACustomer Inspired! 多模光纤跳线，镀增透膜，?105 μm，0.22NA，SMA-SMA，350-700 nm，长2米M200L02S-ACustomer Inspired! 多模光纤跳线，镀增透膜，?200 μm，0.22NA，SMA-SMA，350-700 nm，长2米多模光纤跳线，镀增透膜，用于650 - 1100 nm(SMA905接头)Item #Fiber TypeCoreCladdingOperatingWavelengthRangeaFiberAttenuation(Click for Graph)NAAR CoatingARPlotLengthBend RadiusShort TermcLong TermM50L02S-BFG050LGA?50 μm ± 2%?125 ±1 μm650 - 1100 nm0.22Ravg from 650 - 1100 nm2 +0.075/-0.0 m23 mm30 mmM105L02S-BFG105LCA?105 μm ± 2%?125 ±1 μm650 - 1100 nm23 mm30 mmM200L02S-BFG200LCC?200 ± 8 μm?240 ± 5 μm650 - 1100 nm23 mm24 mma. 该跳线的工作波长范围是由裸纤和增透膜的波长范围决定的。b. 受到FT05SS外部套管的最小弯曲半径所限制。产品型号公英制通用M50L02S-BCustomer Inspired! 多模光纤跳线，镀增透膜，?50 μm，0.22 NA，SMA-SMA，650-1100 nm，长2米M105L02S-BCustomer Inspired! 多模光纤跳线，镀增透膜，?105 μm，0.22 NA，SMA-SMA，650-1100 nm，长2米M200L02S-BCustomer Inspired! 多模光纤跳线，镀增透膜，?200 μm，0.22 NA，SMA-SMA，650-1100 nm，长2米

多模光纤跳线，方形纤芯特性方形纤芯的多模光纤跳线，数值孔径0.39纯石英纤芯尺寸150 μm x 150 μm硬聚合物包层?225 μm波长范围400 - 2200 nm两端有2.0 mm窄键FC/PC或SMA905接头外有FT030 ?3 mm松套管提供焦比衰退(FRD)少或扰模增益高的版本(更多信息，请看应用标签)非常适合成像和天文光谱学应用定制长度或接头配置，详情请联系技术支持制造这些多模光纤跳线使用的是150 μm x 150 μm 方形石英纤芯的光纤，而不是圆形纤芯的光纤。纤芯的方形有助于光纤中的模式混合，从而产生均匀的空间分布、正方形的光束形状以及平顶截面轮廓(在输出端)。为了在远场距离保持方形的光束，需要使用准直器对纤芯成像(请看右图)。该光束轮廓的形状还可以改善激光二极管或LED的耦合，因为它们具有矩形发射面。本页出售的所有光纤跳线都非常适合通用或成像应用；但这些跳线也包含其他特性，这些特性对天文光谱学非常重要。具体来说，方形和其他非圆形纤芯的跳线可以减少焦比衰退(FRD)，改善扰模增益。这些跳线具有优化了FRD或扰模增益性能的两种版本。这些光纤跳线使用低应力环氧树脂粘合终端，使跳线的FRD比圆形纤芯光纤跳线的FRD少。对高扰模增益感兴趣的客户，可以考虑M102L05和M103L05光纤跳线，它们由于长度较长而具有高扰模增益。方形纤芯与圆形纤芯光纤跳线的FRD与扰模增益的典型测量，请看应用标签。光纤跳线的两端可以为2.0 mm窄键FC/PC或SMA905接头。对于SMA905终端的跳线，所刻黑线用于对准纤芯的平边；对于FC/PC终端的跳线，接头键对准纤芯的平边(请看右图)。每根光纤跳线包含两个防尘帽，可以防止跳线末端受到灰尘影响和其他损害。我们也单独出售额外的CAPF塑料防尘帽和CAPFM金属螺纹防尘帽，用于FC/PC终端，以及CAPM橡胶防尘帽和CAPMM金属螺纹防尘帽，用于SMA905终端。我们也可以定制不同的长度或接头配置，详情请联系技术支持。这些光纤跳线并不适合需要光纤承载高光功率的应用，因为过高的功率可能会过度加热接头中使用的环氧树脂(更多信息，请看损伤阈值标签)。我们也提供方形纤芯的裸纤，不包含任何环氧树脂，可以在功率较高的环境下使用。使用M97L02光纤跳线(左图)与M29L02 ?200 μm纤芯的光纤跳线(右图)的准直输出比较。M625F2光纤耦合LED用作光源。利用透镜扩束测量的平顶光束轮廓接头有黑色标记(SMA905接头)或对准键(FC/PC接头)，用于对准纤芯的一条平边。In-Stock Multimode Fiber Optic Patch Cable SelectionStep IndexGraded IndexFiber BundlesUncoatedCoatedMid-IROptogeneticsSpecialized ApplicationsSMAFC/PCFC/PC to SMASquare-Core FC/PC and SMAAR-Coated SMAHR-Coated FC/PCBeamsplitter-Coated FC/PCFluoride FC and SMALightweight FC/PCLightweight SMARotary Joint FC/PC and SMAHigh-Power SMAUHV, High-Temp. SMAArmored SMASolarization-Resistant SMAFC/PCFC/PC to LC/PC规格：Bare Fiber Item #WavelengthRangeHydroxylContentCore SizeCladdingDiameterCoatingDiameterCore / CladdingCoatingStripping ToolProof TestFP150QMT400 - 2200 nmLow OH150 ± 10 μm x 150 ± 10 μm225 ± 5 μm500 ± 30 μmPure Silica /Hard PolymerTefzelT12S21≥50 kpsiBare Fiber Item #NACore Index @ 589.3 nmCladding Index @ 589.3 nmAttenuation (Click for Plot)Core OffsetBend RadiusOperatingTemperatureShort TermLong TermFP150QMT0.391.4589651.365120 dB/km @ 803 nm (Max)6 μm (Max)20 mm40 mm-40 to 150 °C应用方形纤芯的光纤适合多种应用，包括：天文学、激光加工、皮肤病学设备和生物医学成像。下面的例子展现了这些光纤相对于传统圆形纤芯光纤而具有的独特优势。平坦的光束轮廓方形纤芯的光纤具有一个明显的特点，那就是它在纤芯区域产生的是强度均匀的光束，而不是圆形纤芯的光纤通常产生的高斯光束轮廓。这是因为，纤芯的方形有助于光在光纤中传播时实现模式混合，从而使输出光束的空间模式均匀分布。方形纤芯的光纤非常适合激光加工应用，无需光束整形光学元件或掩模，就可以形成尖角或进行边缘切割；这种光纤也适合成像应用，方形光束轮廓可以更好地适应矩形CCD阵列的形状。请注意，光束一旦离开光纤，光束形状就无法保持，因此，需要准直器对纤芯成像，以保持光束在自由空间中的形状。使用透镜扩展由530 nm LED光源从单模光纤发射到测试光纤的光束，并测量光束轮廓。天文应用对恒星和天文光谱学感兴趣的客户，这种方形纤芯的光纤还有几种优于圆形纤芯光纤的特点。焦比衰退(FRD)少多模光纤跳线适用于天文应用，尤其常用于建立多天体分光(MOS)系统，可以在望远镜的视场内同时观察多个天体的光谱。光纤的小视场只能捕捉目标天体发出的光，周围天体产生的噪声很小。由于微弯曲以及安装接头时终端对光纤产生的应力，光纤输出端的焦比(也就是f/#)会低于输入端，而光束角度在输出端会变大。这种现象也就是所谓的焦比衰退(FRD)，输出光束角度变宽，会导致光谱分辨率降低，在探测器上的采光量减少。FRD通过输入f/#与输出f/#的比值来计算。Thorlabs方形纤芯的光纤可以zui大程度地减少终端应力和焦比衰退。为了证明这点，我们测试了三种光纤，其终端由低应力环氧树脂粘合，并在40 °C下经过4小时固化。如右图所示，与FT200EMT(?200 μm纤芯)和FT300EMT(?300 μm 纤芯)光纤相比，使用FP150QMT方形纤芯光纤的跳线焦比衰退更低(即，输入端与输出端的焦比差异更小)。在530 nm处的FRD测量FP150QMT：150 μm x 150 μm方形纤芯FT200EMT：?200 μm圆形纤芯FT300EMT：?300 μm圆形纤芯扰模增益恒星光谱学中也使用多模光纤。观察到的恒星的细微运动会导致所测光谱的变化，这是一种测量噪声的来源。加强扰模可以降低光纤对这些波动的灵敏度。"扰模增益"可以量化光纤对这些扰动的灵敏度，被定义为光纤输入端点光源的位移与光纤输出端所测光束位移的比值。扰模增益值越高，表示点光源波动对光纤输出的影响越小。有好几种方法可以改善光纤中的扰模增益。一般而言，使用较长的光纤可以提高扰模增益，但是，光纤的总透射率也会降低。而方形纤芯的光纤改善扰模增益不需要使用较长的光纤。如左表所示，使用方形纤芯的Thorlabs光纤跳线的扰模增益高于类似圆形纤芯的光纤跳线。Scrambling Gain for Different Fiber TypesaFiber LengthFiber TypeCoreScrambling Gain2mFT200EMTCircular42FP150QMTSquare1215mFT200EMTCircular235FP150QMTSquare465入纤方式多模光纤未充满条件对于在NA较大时接收光的多模光纤来说，光耦合到光纤的的条件(光源类型、光束直径、NA)对性能有着极大影响。在耦合界面，光的光束直径和NA小于光纤的芯径和NA时，就出现了未充满的入纤条件。这种情况的常见例子就是将激光光源发射到较大的多模光纤。从下面的图和光束轮廓测量可以看出，未充满时会使光在空间上集中到光纤的中心，优先充满低阶模，而非高阶模。因此，它们对宏弯损耗不太敏感，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。展示未充满条件的图(左边)和使用FT200EMT多模光纤进行的光束轮廓测量(右边)。多模光纤过满条件在耦合界面，光束直径和NA大于光纤的芯径和NA时就出现了过满的情况。实现这种条件的一个方法就是将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，均匀充满低阶模和高阶模(请看下图)，增加耦合到光纤包层模的可能性。高阶模比例的增加意味着过满光纤对弯曲损耗会更为敏感。在这种条件下，所测的插入损耗会大于典型值，与未充满光纤条件相比，会产生较高的总输出功率。展示过满条件的图(左边)和使用FT200EMT多模光纤进行的光束轮廓测量(右边)。多模光纤未充满或过满条件各有优劣，这取决于特定应用的要求。如需测量多模光纤的基准性能，Thorlabs建议使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，对衰减较为敏感的高阶模会消失。损伤阀值激光诱导的光纤损伤以下教程详述了无终端(裸露的)、有终端光纤以及其他基于激光光源的光纤元件的损伤机制，包括空气-玻璃界面(自由空间耦合或使用接头时)的损伤机制和光纤玻璃内的损伤机制。诸如裸纤、光纤跳线或熔接耦合器等光纤元件可能受到多种潜在的损伤(比如，接头、光纤端面和装置本身)。光纤适用的zui大功率始终受到这些损伤机制的zui小值的限制。虽然可以使用比例关系和一般规则估算损伤阈值，但是，光纤的jue对损伤阈值在很大程度上取决于应用和特定用户。用户可以以此教程为指南，估算zui大程度降低损伤风险的安全功率水平。如果遵守了所有恰当的制备和适用性指导，用户应该能够在指定的zui大功率水平以下操作光纤元件；如果有元件并未指定zui大功率，用户应该遵守下面描述的"实际安全水平"该，以安全操作相关元件。可能降低功率适用能力并给光纤元件造成损伤的因素包括，但不限于，光纤耦合时未对准、光纤端面受到污染或光纤本身有瑕疵。Quick LinksDamage at the Air / Glass InterfaceIntrinsic Damage ThresholdPreparation and Handling of Optical Fibers空气-玻璃界面的损伤空气/玻璃界面有几种潜在的损伤机制。自由空间耦合或使用光学接头匹配两根光纤时，光会入射到这个界面。如果光的强度很高，就会降低功率的适用性，并给光纤造成yong久性损伤。而对于使用环氧树脂将接头与光纤固定的终端光纤而言，高强度的光产生的热量会使环氧树脂熔化，进而在光路中的光纤表面留下残留物损伤的光纤端面未损伤的光纤端面裸纤端面的损伤机制光纤端面的损伤机制可以建模为大光学元件，紫外熔融石英基底的工业标准损伤阈值适用于基于石英的光纤(参考右表)。但是与大光学元件不同，与光纤空气/璃界面相关的表面积和光束直径都非常小，耦合单模(SM)光纤时尤其如此，因此，对于给定的功率密度，入射到光束直径较小的光纤的功率需要比较低。右表列出了两种光功率密度阈值：一种理论损伤阈值，一种"实际安全水平"。一般而言，理论损伤阈值代表在光纤端面和耦合条件非常好的情况下，可以入射到光纤端面且没有损伤风险的zui大功率密度估算值。而"实际安全水平"功率密度代表光纤损伤的zui低风险。超过实际安全水平操作光纤或元件也是有可以的，但用户必须遵守恰当的适用性说明，并在使用前在低功率下验证性能。多模(MM)光纤的有效面积由纤芯直径确定，一般要远大于SM光纤的MFD值。如要获得zui佳耦合效果，Thorlabs建议光束的光斑大小聚焦到纤芯直径的70 - 80%。由于多模光纤的有效面积较大，降低了光纤端面的功率密度，因此，较高的光功率(一般上千瓦的数量级)可以无损伤地耦合到多模光纤中。Estimated Optical Power Densities on Air / GlassInterfaceaTypeTheoretical DamageThresholdbPractical SafeLevelcCW(Average Power)~1 MW/cm2~250 kW/cm210 ns Pulsed(Peak Power)~5 GW/cm2~1 GW/cm2所有值针对无终端(裸露)的石英光纤，适用于自由空间耦合到洁净的光纤端面。这是可以入射到光纤端面且没有损伤风险的zui大功率密度估算值。用户在高功率下工作前，必须验证系统中光纤元件的性能与可靠性，因其与系统有着紧密的关系。这是在大多数工作条件下，入射到光纤端面且不会损伤光纤的安全功率密度估算值。插芯/接头终端相关的损伤机制有终端接头的光纤要考虑更多的功率适用条件。光纤一般通过环氧树脂粘合到陶瓷或不锈钢插芯中。光通过接头耦合到光纤时，没有进入纤芯并在光纤中传播的光会散射到光纤的外层，再进入插芯中，而环氧树脂用来将光纤固定在插芯中。如果光足够强，就可以熔化环氧树脂，使其气化，并在接头表面留下残渣。这样，光纤端面就出现了局部吸收点，造成耦合效率降低，散射增加，进而出现损伤。与环氧树脂相关的损伤取决于波长，出于以下几个原因。一般而言，短波长的光比长波长的光散射更强。由于短波长单模光纤的MFD较小，且产生更多的散射光，则耦合时的偏移也更大。为了zui大程度地减小熔化环氧树脂的风险，可以在光纤端面附近的光纤与插芯之间构建无环氧树脂的气隙光纤接头。我们的高功率多模光纤跳线就使用了这种设计特点的接头。曲线图展现了带终端的单模石英光纤的大概功率适用水平。每条线展示了考虑具体损伤机制估算的功率水平。zui大功率适用性受到所有相关损伤机制的zui低功率水平限制(由实线表示)。确定具有多种损伤机制的功率适用性光纤跳线或组件可能受到多种途径的损伤(比如，光纤跳线)，而光纤适用的zui大功率始终受到与该光纤组件相关的zui低损伤阈值的限制。例如，右边曲线图展现了由于光纤端面损伤和光学接头造成的损伤而导致单模光纤跳线功率适用性受到限制的估算值。有终端的光纤在给定波长下适用的总功率受到在任一给定波长下，两种限制之中的较小值限制(由实线表示)。在488 nm左右工作的单模光纤主要受到光纤端面损伤的限制(蓝色实线)，而在1550 nm下工作的光纤受到接头造成的损伤的限制(红色实线)。对于多模光纤，有效模场由纤芯直径确定，一般要远大于SM光纤的有效模场。因此，其光纤端面上的功率密度更低，较高的光功率(一般上千瓦的数量级)可以无损伤地耦合到光纤中(图中未显示)。而插芯/接头终端的损伤限制保持不变，这样，多模光纤的zui大适用功率就会受到插芯和接头终端的限制。请注意，曲线上的值只是在合理的操作和对准步骤几乎不可能造成损伤的情况下粗略估算的功率水平值。值得注意的是，光纤经常在超过上述功率水平的条件下使用。不过，这样的应用一般需要专业用户，并在使用之前以较低的功率进行测试，尽量降低损伤风险。但即使如此，如果在较高的功率水平下使用，则这些光纤元件应该被看作实验室消耗品。光纤内的损伤阈值除了空气玻璃界面的损伤机制外，光纤本身的损伤机制也会限制光纤使用的功率水平。这些限制会影响所有的光纤组件，因为它们存在于光纤本身。光纤内的两种损伤包括弯曲损耗和光暗化损伤。弯曲损耗光在纤芯内传播入射到纤芯包层界面的角度大于临界角会使其无法全反射，光在某个区域就会射出光纤，这时候就会产生弯曲损耗。射出光纤的光一般功率密度较高，会烧坏光纤涂覆层和周围的松套管。有一种叫做双包层的特种光纤，允许光纤包层(第二层)也和纤芯一样用作波导，从而降低弯折损伤的风险。通过使包层/涂覆层界面的临界角高于纤芯/包层界面的临界角，射出纤芯的光就会被限制在包层内。这些光会在几厘米或者几米的距离而不是光纤内的某个局部点漏出，从而zui大限度地降低损伤。Thorlabs生产并销售0.22 NA双包层多模光纤，它们能将适用功率提升百万瓦的范围。光暗化光纤内的第二种损伤机制称为光暗化或负感现象，一般发生在紫外或短波长可见光，尤其是掺锗纤芯的光纤。在这些波长下工作的光纤随着曝光时间增加，衰减也会增加。引起光暗化的原因大部分未可知，但可以采取一些列措施来缓解。例如，研究发现，羟基离子(OH)含量非常低的光纤可以抵抗光暗化，其它掺杂物比如氟，也能减少光暗化。即使采取了上述措施，所有光纤在用于紫外光或短波长光时还是会有光暗化产生，因此用于这些波长下的光纤应该被看成消耗品。制备和处理光纤通用清洁和操作指南建议将这些通用清洁和操作指南用于所有的光纤产品。而对于具体的产品，用户还是应该根据辅助文献或手册中给出的具体指南操作。只有遵守了所有恰当的清洁和操作步骤，损伤阈值的计算才会适用。安装或集成光纤(有终端的光纤或裸纤)前应该关掉所有光源，以避免聚焦的光束入射在接头或光纤的脆弱部分而造成损伤。光纤适用的功率直接与光纤/接头端面的质量相关。将光纤连接到光学系统前，一定要检查光纤的末端。端面应该是干净的，没有污垢和其它可能导致耦合光散射的污染物。另外，如果是裸纤，使用前应该剪切，用户应该检查光纤末端，确保切面质量良好。如果将光纤熔接到光学系统，用户首先应该在低功率下验证熔接的质量良好，然后在高功率下使用。熔接质量差，会增加光在熔接界面的散射，从而成为光纤损伤的来源。对准系统和优化耦合时，用户应该使用低功率；这样可以zui大程度地减少光纤其他部分(非纤芯)的曝光。如果高功率光束聚焦在包层、涂覆层或接头，有可能产生散射光造成的损伤。高功率下使用光纤的注意事项一般而言，光纤和光纤元件应该要在安全功率水平限制之内工作，但在理想的条件下(ji佳的光学对准和非常干净的光纤端面)，光纤元件适用的功率可能会增大。用户首先必须在他们的系统内验证光纤的性能和稳定性，然后再提高输入或输出功率，遵守所有所需的安全和操作指导。以下事项是一些有用的建议，有助于考虑在光纤或组件中增大光学功率。要防止光纤损伤光耦合进光纤的对准步骤也是重要的。在对准过程中，在取得zui佳耦合前，光很容易就聚焦到光纤某部位而不是纤芯。如果高功率光束聚焦在包层或光纤其它部位时，会发生散射引起损伤使用光纤熔接机将光纤组件熔接到系统中，可以增大适用的功率，因为它可以zui大程度地减少空气/光纤界面损伤的可能性。用户应该遵守所有恰当的指导来制备，并进行高质量的光纤熔接。熔接质量差可能导致散射，或在熔接界面局部形成高热区域，从而损伤光纤。连接光纤或组件之后，应该在低功率下使用光源测试并对准系统。然后将系统功率缓慢增加到所希望的输出功率，同时周期性地验证所有组件对准良好，耦合效率相对光学耦合功率没有变化。由于剧烈弯曲光纤造成的弯曲损耗可能使光从受到应力的区域漏出。在高功率下工作时，大量的光从很小的区域(受到应力的区域)逃出，从而在局部形成产生高热量，进而损伤光纤。请在操作过程中不要破坏或突然弯曲光纤，以尽可能地减少弯曲损耗。用户应该针对给定的应用选择合适的光纤。例如，大模场光纤可以良好地代替标准的单模光纤在高功率应用中使用，因为前者可以提供更佳的光束质量，更大的MFD，且可以降低空气/光纤界面的功率密度。阶跃折射率石英单模光纤一般不用于紫外光或高峰值功率脉冲应用，因为这些应用与高空间功率密度相关。多模光纤跳线，方形纤芯Item #FiberCore SizeNACladdingDiameterCoatingDiameterWavelength Range(Click for Plot)LengthJacketConnectorsApplicationaM97L02FP150QMT150 ± 10 μm x 150 ± 10 μm0.39225 ± 5 μm500 ± 30 μm400 - 2200 nm2mFT030(?3 mm)SMA905General Purpose /Astronomy: Low FRDM101L02FC/PCM102L055mSMA905General Purpose /Astronomy: High Scrambling GainM103L05FC/PC这些跳线具有优化了FRD或扰模增益性能的版本，适合天文应用。更多信息，请看应用标签。产品型号公英制通用M97L02光纤跳线，方形纤芯150 μm x 150 μm，SMA905接头，2 mM101L02光纤跳线，方形纤芯150 μm x 150 μm，FC/PC接头，2 mM102L05光纤跳线，方形纤芯150 μm x 150 μm，SMA905接头，5 mM103L05光纤跳线，方形纤芯150 μm x 150 μm，FC/PC接头，5 m