De Thorlabs reflecterende vezelcollimator is gebaseerd op een 90°-off-axis paraboloïde (OAP) spiegel met een constante brandpuntsafstand over een breed golflengtebereik en is ideaal voor gebruik in systemen die collimatie van meerdere golflengten vereisen.
De reflecterende collimator is verkrijgbaar in drie behuizingsuitvoeringen, die elk compatibel zijn met glasvezeljumpers met FC/PC-, FC/APC- of SMA-connectoren.
Basisprincipes van de OAP-reflector
Een OAP (Off-Axis Parabolic) reflector is een onderdeel van de bijbehorende parabolische reflector.
Off-axis betekent dat de optische assen van de twee parallel lopen, maar niet samenvallen.
De focusas loopt door het midden van het focuspunt en de OAP-reflector.De afstand tussen deze twee punten wordt de gereflecteerde brandpuntsafstand genoemd.(RFL).
De hoek tussen de focusas en de optische as is de off-axis hoek.Het is hier 90 graden.
Vaste collimator
Vaste vezelcollimatoren voorzien van twee metaalfilms met hoge reflectiviteit: -F01 UV-verbeterde aluminiumfilm en -P01 zilverfilm met beschermlaag, die zijnaanbevolen voor collimatie van single-mode en multimode vezels enToepassingen voor het koppelen van multimode glasvezels.
Afhankelijk van de diameter van de gecollimeerde bundel (voor een vezel met een numerieke apertuur van 0,13) kunnen ze zijnverdeeld in de volgende vier series:
De vier afbeeldingen hierboven zijn RC02FC-P01, RC04FC-P01, RC08APC-P01 enRC12SMA-P01 respectievelijk.
Aan de hand van het productmodel kunnen we dus de belangrijkste parameters bepalen.van elke reflecterende collimator, inclusief de diameter van de gecollimeerde bundel, vezelconnector en coating.
De RC02-, RC04- en RC08-collimatoren zijn compatibel met de intern SM05-schroefdraadbevestigingen, terwijl de RC12-collimator compatibel is met intern SM1-schroefdraadbevestigingen.
Bovendien kan de RC02-collimator direct aan het uiteinde in een Ø1/2"-buis worden gemonteerd.kinematische montage, terwijl de RC02, RC04 en RC08 direct aan het uiteinde gemonteerd kunnen worden.in een kinematische houder van Ø1" (nadat u eerst de geribbelde ring op de vrije houder hebt losgeschroefd).ruimtehaven);
Montage met een kinematische houder vergemakkelijkt de uitlijning van de bundel bij vezelkoppeling.is vereist.
Kleine collimator
De kleine collimator heeft een slanker ontwerp doordat de reflector zich in dein de tegenovergestelde richting van de voorkant. Het kan worden onderverdeeld in twee series, afhankelijk vande brandpuntsafstand: RCR25x-P01 en RCR50x-P01, met reflectiebrandpuntsafstandenvan respectievelijk 25,4 en 50,8 mm; de x in het modelnummer staat voor de vezel.connectortype, dat kan worden vervangen door P, A en S om FC/PC aan te duiden.FC/APC- en SMA-connectoren respectievelijk.
Kleine collimatoren kunnen direct in lensbuisvattingen met een diameter van 1/2 inch worden gemonteerd, zoals bijvoorbeeldzoals de SM05RC(/M) sleepring en de SM05TC klem.
Indien aanpassing van de stamp- en gierhoek vereist is, kunnen ze worden gemonteerd in een Ø1" kinematische houder.monteren met behulp van de SM1A60-adapter.
De kleine collimator kan ook direct in een 16 mm kooi worden geïntegreerd.systeem met behulp van een SP3 kooiplaat of SC6W kooikubus, of in een 30 mmkooisysteem met een SM1A60-adapter en een C4W-kooikubus.
Verstelbare collimator
Verstelbare collimatoren kunnen de afstand van de vezel tot de OAP-spiegel aanpassen om de collimatie van elke vezel te optimaliseren of om licht in singlemode- of multimodevezels te koppelen.
Wanneer de getekende lijn is uitgelijnd met het ∞-symbool, is de afstand tot de vezelDe waarde van de OAP-reflector is gelijk aan de RFL, en de collimator produceert eengecollimeerde bundel (hierboven).
Wanneer de getekende lijn afwijkt van het ∞-symbool, geeft de collimator een signaal af.divergerende of convergerende bundel, en de maximale afstand van het brandpunt totHet middelpunt van de reflector bevindt zich respectievelijk op -2,2 m en 0,15 m, zoals weergegeven in de afbeelding.de volgende twee figuren.
Wanneer de conjugatieverhouding gelijk is aan oneindigheid, kunnen OAP-spiegels het volgende bereiken:diffractiebeperkte beeldvorming.
Zoals in de onderstaande afbeelding te zien is, zijn er ook twee verstelbare reflecterende collimatoren aanwezig.zeer geschikt voor koppeling over lange afstanden, zodat de tussenliggende vrije ruimteDe lichtbundel kan met andere optische elementen worden gestuurd, wat erg handig is bijToepassingen voor communicatie over lange afstanden.
De verstelbare collimator RCF15x-P01 kan in een SM1RC(/M) slip worden gemonteerd.Gebruik de ring- of SM1TC-hulsklem met het zwarte gedeelte.
Voor het afstellen van de stamp- en gierhoek wordt aangeraden een Polaris-montagebeugel te gebruiken, zoals bijvoorbeeld...de POLARIS-K2 of POLARIS-K2VS2L Ø2" kinematische montering met behulp van de AD2Tadapter; de POLARIS-K2T SM2-schroefdraad kinematische montering met behulp van de SM2A21adapter; of de POLARIS-K15XY 5-assige kinematische montering met behulp van de SM1L03Lensbuis en SM1A68-adapter.
Het vrije uiteinde van de verstelbare collimatorbehuizing is voorzien van schroefdraad.interne SM05- en externe SM1-threads.
Voorbeelden van het monteren van de collimatorworden weergegeven in de volgende twee figuren.
Enkelvoudige modus vezelcollimatie
Bij het collimeren van single-mode vezels produceren deze reflecterende collimatoren brede-taille, lage-divergentiebundels.
De totale divergentie van een gecollimeerde bundel (in graden) kan bij benadering worden berekend.door de vezelmodusvelddiameter (MFD) en de brandpuntsafstand van de reflector (RFL):
De 1/e²-diameter van een gecollimeerde bundel is ongeveer:
Bijvoorbeeld door de kleine collimator RCR25A-P01 te gebruiken om de P3- te collimeren.Bij een 630A-FC-1 single-mode vezel met een golflengte van λ = 633 nm is de MFD 4,3.µm.
De bovenstaande twee vergelijkingen tonen aan dat de divergentiehoek 0,01 graden is.en de straaldiameter is 4,8 mm.
Multimode vezelcollimatie
De totale divergentiehoek van een gecollimeerde bundel is ongeveer:
De diameter van de gecollimeerde bundel is ongeveer:
De output van multimode glasvezel is meestal niet goed gecollimeerd.
Volgens de bovenstaande formule wordt de bundeldiameter voornamelijk beïnvloed door NA.op een positie dicht bij de OAP-reflector, maar naarmate de straal zich voortplant, deDe invloed van de kerndiameter wordt steeds duidelijker.
Voor de hierboven genoemde vaste collimator is de diameter van de gecollimeerde bundel gelijk aanberekend door 2NA*RFL, wat groter is dan 1/e² bundeldiameter.
Bij de keuze voor een vaste collimator kan de brandpuntsafstand worden afgeleid uit deDe benodigde straaldiameter is nodig om het juiste model te bepalen.
Er zijn twee belangrijke beperkingen bij het collimeren van multimodevezels.
Ten eerste hebben de meeste multimodevezels een zeer divergerende uitgangsbundel die kan wordengeblokkeerd door de behuizing voordat de vezel de OAP-reflector bereikt, waardoor de vezel NAmag een bepaalde waarde niet overschrijden; zie de vorige tabel voor details.
Ten tweede is de divergentie van de gecollimeerde bundel gerelateerd aan de kern.diameter; naarmate de kerndiameter toeneemt, neemt de maximale NA die wordt ondersteund doorde collimator neemt af.
Als de diameter van de gecollimeerde bundel groter is dan de effectieve opening, zal de outputDe lichtstraal wordt geblokkeerd door de behuizing.
Beide situaties kunnen leiden tot een verminderde bundelkwaliteit.
Bovendien kunnen OAP-reflectoren puntbronnen alleen perfect collimeren bij defocuspunt.
Hoe groter de afwijking van de puntbron ten opzichte van de optische as, of deHoe groter de diameter van de multimode kern, hoe groter de vervorming van de gecollimeerde bundel.straal; het vergroten van de reflectiebrandpuntsafstand of golflengte kan devervorming.
Geplaatst op: 05-11-2024
