ตัวปรับลำแสงไฟเบอร์สะท้อนแสงของ Thorlabs ใช้กระจกพาราโบลาแบบเบี่ยงแกน 90° (OAP) ที่มีระยะโฟกัสคงที่ในช่วงความยาวคลื่นกว้าง และเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในระบบที่ต้องการการปรับลำแสงของความยาวคลื่นหลายช่วง
ตัวปรับลำแสงสะท้อนแสงมีให้เลือกสามแบบ โดยแต่ละแบบสามารถใช้งานร่วมกับสายไฟเบอร์ออปติกที่มีขั้วต่อ FC/PC, FC/APC หรือ SMA ได้
พื้นฐานของ OAP Reflector
แผ่นสะท้อนแสง OAP (Off-Axis Parabolic) เป็นส่วนหนึ่งของแผ่นสะท้อนแสงพาราโบลาหลัก
คำว่า "นอกแกน" หมายความว่าแกนแสงของทั้งสองขนานกัน แต่ไม่ตรงกัน
แกนโฟกัสจะผ่านจุดศูนย์กลางของโฟกัสและแผ่นสะท้อนแสง OAPและระยะห่างระหว่างจุดสองจุดนี้เรียกว่าระยะโฟกัสสะท้อน(อาร์เอฟแอล)
มุมระหว่างแกนโฟกัสและแกนแสงเรียกว่ามุมนอกแกนซึ่งตรงนี้มีอุณหภูมิ 90 องศา
คอลลิเมเตอร์แบบคงที่
ตัวปรับลำแสงไฟเบอร์แบบคงที่ให้ฟิล์มโลหะสะท้อนแสงสูงสองชนิด: -F01 UV-ฟิล์มอะลูมิเนียมเสริมประสิทธิภาพและฟิล์มเงิน -P01 พร้อมชั้นป้องกัน ซึ่งเป็นแนะนำสำหรับการปรับลำแสงไฟเบอร์แบบซิงเกิลโหมดและมัลติโหมดการประยุกต์ใช้การเชื่อมต่อใยแก้วนำแสงแบบมัลติโหมด
ตามขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของลำแสงที่ปรับให้ขนานกัน (สำหรับใยแก้วนำแสงที่มีค่า NA 0.13) สามารถเป็นได้ดังนี้แบ่งออกเป็นสี่ชุดดังต่อไปนี้:
ภาพทั้งสี่ภาพด้านบนคือ RC02FC-P01, RC04FC-P01, RC08APC-P01 และRC12SMA-P01 ตามลำดับ
ดังนั้น จากแบบจำลองของผลิตภัณฑ์ เราจึงสามารถทราบพารามิเตอร์หลักได้ของตัวปรับลำแสงสะท้อนแสงแต่ละตัว รวมถึงเส้นผ่านศูนย์กลางลำแสงที่ปรับแล้ว และเส้นใยตัวเชื่อมต่อและสารเคลือบ
คอลลิเมเตอร์ RC02, RC04 และ RC08 สามารถใช้งานร่วมกับ SM05 ภายในได้ฐานยึดแบบเกลียว ในขณะที่คอลลิเมเตอร์ RC12 สามารถใช้งานร่วมกับ SM1 ภายในได้ฐานยึดแบบเกลียว
นอกจากนี้ คอลลิเมเตอร์ RC02 ยังสามารถติดตั้งเข้ากับปลายท่อขนาด Ø1/2" ได้โดยตรงสามารถติดตั้งแบบยึดตามกลไกได้ ในขณะที่ RC02, RC04 และ RC08 สามารถติดตั้งที่ปลายได้โดยตรงใส่เข้าไปในฐานยึดแบบกลไกขนาด Ø1 นิ้ว (หลังจากคลายเกลียววงแหวนที่มีร่องบนแกนอิสระออกก่อน)ท่าอวกาศ);
การติดตั้งโดยใช้ฐานยึดแบบกลไกช่วยให้จัดแนวลำแสงได้ง่ายขึ้นเมื่อทำการเชื่อมต่อใยแก้วนำแสงจำเป็นต้องมี
คอลลิเมเตอร์ขนาดเล็ก
เครื่องปรับลำแสงขนาดเล็กนี้มีดีไซน์ที่เพรียวบางกว่า โดยมีตัวสะท้อนแสงอยู่ภายในทิศทางตรงข้ามกับด้านหน้า สามารถแบ่งออกได้เป็นสองชุดตามระยะโฟกัส: RCR25x-P01 และ RCR50x-P01 พร้อมระยะโฟกัสสะท้อนแสงโดยมีขนาด 25.4 และ 50.8 มม. ตามลำดับ ตัวอักษร x ในหมายเลขรุ่นหมายถึงเส้นใยประเภทของขั้วต่อ ซึ่งสามารถใช้ P, A และ S แทน FC/PC ได้ขั้วต่อ FC/APC และ SMA ตามลำดับ
สามารถติดตั้งคอลลิเมเตอร์ขนาดเล็กเข้ากับเมาท์ท่อเลนส์ขนาด Ø1/2" ได้โดยตรง เช่นเช่น วงแหวนสลิป SM05RC(/M) และแคลมป์ SM05TC
หากต้องการปรับมุมเงย/มุมหัน สามารถติดตั้งในข้อต่อแบบจลศาสตร์ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง Ø1 นิ้วได้ติดตั้งโดยใช้อะแดปเตอร์ SM1A60
ตัวปรับลำแสงขนาดเล็กยังสามารถติดตั้งเข้ากับโครงขนาด 16 มม. ได้โดยตรงระบบที่ใช้แผ่นกรง SP3 หรือลูกบาศก์กรง SC6W หรือใส่เข้าไปในขนาด 30 มม.ระบบกรงโดยใช้ตัวแปลง SM1A60 และกรงทรงลูกบาศก์ C4W
คอลลิเมเตอร์แบบปรับได้
ตัวปรับลำแสงสามารถปรับระยะห่างจากเส้นใยไปยังกระจก OAP เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการจัดลำแสงของแต่ละเส้นใย หรือเพื่อส่งแสงเข้าสู่เส้นใยแบบซิงเกิลโหมดหรือมัลติโหมด
เมื่อเส้นที่ขีดไว้ตรงกับสัญลักษณ์ ∞ ระยะห่างจากเส้นใยจะเป็นเท่าใดค่าที่ส่งไปยังตัวสะท้อนแสง OAP จะเท่ากับค่า RFL และตัวปรับลำแสงจะส่งค่าออกมาเป็นลำแสงขนาน (ด้านบน)
เมื่อเส้นที่ขีดเบี่ยงเบนจากสัญลักษณ์ ∞ ตัวปรับแนวเส้นจะส่งค่าออกมาเป็นลำแสงที่กระจายหรือรวมแสง และระยะห่างสูงสุดจากจุดโฟกัสไปยังจุดศูนย์กลางของตัวสะท้อนแสงอยู่ที่ -2.2 เมตร และ 0.15 เมตร ตามลำดับ ดังแสดงในรูปต่อไปนี้คือภาพสองภาพ
เมื่ออัตราส่วนคอนจูเกตเท่ากับอนันต์ กระจก OAP จะสามารถบรรลุผลลัพธ์ดังกล่าวได้การถ่ายภาพที่จำกัดด้วยการเลี้ยวเบน
ดังแสดงในรูปด้านล่าง ยังมีตัวปรับลำแสงสะท้อนแสงสองตัวอีกด้วยเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเชื่อมต่อระยะไกล เพื่อให้มีพื้นที่ว่างระหว่างกลางสามารถควบคุมทิศทางของลำแสงได้ด้วยองค์ประกอบทางแสงอื่นๆ ซึ่งมีประโยชน์มากในแอปพลิเคชันการสื่อสารทางไกล
สามารถติดตั้งคอลลิเมเตอร์แบบปรับได้ RCF15x-P01 ในสลิป SM1RC(/M) ได้แคลมป์รัดแหวนหรือแคลมป์รัดปลอก SM1TC โดยใช้ส่วนสีดำ
สำหรับการปรับมุมเงย/มุมหัน แนะนำให้ใช้ขาตั้งกล้อง Polaris เช่นขาตั้งกล้องแบบกลไก POLARIS-K2 หรือ POLARIS-K2VS2L ขนาด Ø2 นิ้ว โดยใช้ AD2Tอะแดปเตอร์; ตัวยึดแบบกลไกเกลียว SM2 ของ POLARIS-K2T โดยใช้ SM2A21อะแดปเตอร์ หรือแท่นยึดแบบจลนศาสตร์ 5 แกน POLARIS-K15XY โดยใช้ SM1L03ท่อเลนส์และอะแดปเตอร์ SM1A68
ปลายด้านที่ว่างของตัวเรือนคอลลิเมเตอร์ปรับได้นั้นมีเกลียวอยู่เกลียวภายใน SM05 และเกลียวภายนอก SM1
ตัวอย่างการติดตั้งคอลลิเมเตอร์แสดงไว้ในรูปภาพสองรูปต่อไปนี้
การปรับลำแสงไฟเบอร์แบบโหมดเดี่ยว
เมื่อทำการปรับลำแสงของใยแก้วนำแสงแบบโหมดเดียว ตัวปรับลำแสงแบบสะท้อนแสงเหล่านี้จะสร้างช่วงกว้าง-ลำแสงแคบ กระจายตัวต่ำ
ค่าการเบี่ยงเบนรวมของลำแสงขนาน (ในหน่วยองศา) สามารถประมาณได้ดังนี้โดยพิจารณาจากเส้นผ่านศูนย์กลางสนามโหมดไฟเบอร์ (MFD) และความยาวโฟกัสของตัวสะท้อน (RFL):
เส้นผ่านศูนย์กลาง 1/e² ของลำแสงขนานโดยประมาณคือ:
ตัวอย่างเช่น การใช้คอลลิเมเตอร์ขนาดเล็ก RCR25A-P01 เพื่อปรับลำแสงของ P3-เส้นใยแก้วนำแสงแบบโหมดเดี่ยว 630A-FC-1 ที่ความยาวคลื่น λ = 633 นาโนเมตร ค่า MFD คือ 4.3ไมโครเมตร
สมการทั้งสองข้างต้นแสดงให้เห็นว่ามุมการเบี่ยงเบนคือ 0.01 องศาและเส้นผ่านศูนย์กลางของลำแสงคือ 4.8 มม.
การปรับลำแสงไฟเบอร์มัลติโหมด
มุมกระจายรวมของลำแสงขนานโดยประมาณคือ:
เส้นผ่านศูนย์กลางของลำแสงขนานโดยประมาณคือ:
โดยปกติแล้วลำแสงที่ออกมาจากใยแก้วนำแสงแบบมัลติโหมดมักจะไม่ถูกจัดเรียงให้เป็นแนวเดียวกันอย่างดี
จากสูตรข้างต้น เส้นผ่านศูนย์กลางของลำแสงได้รับผลกระทบหลักจากค่า NAในตำแหน่งที่ใกล้กับตัวสะท้อน OAP แต่เมื่อลำแสงแพร่กระจายออกไปอิทธิพลของเส้นผ่านศูนย์กลางแกนกลางเริ่มปรากฏชัดเจนมากขึ้นเรื่อยๆ
สำหรับตัวปรับลำแสงแบบคงที่ที่กล่าวถึงข้างต้น เส้นผ่านศูนย์กลางของลำแสงที่ปรับแล้วคือคำนวณโดย 2NA*RFL ซึ่งมากกว่า 1/e² เส้นผ่านศูนย์กลางลำแสง
เมื่อเลือกใช้คอลลิเมเตอร์แบบคงที่ สามารถอนุมานความยาวโฟกัสได้จากต้องใช้ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางคานที่กำหนดเพื่อพิจารณาแบบจำลองที่เหมาะสม
มีข้อจำกัดที่สำคัญสองประการในการปรับลำแสงของใยแก้วนำแสงแบบมัลติโหมด
ประการแรก เส้นใยมัลติโหมดส่วนใหญ่มีลำแสงขาออกที่กระจายตัวมาก ซึ่งสามารถถูกกีดขวางโดยตัวเรือนก่อนถึงตัวสะท้อนแสง OAP ดังนั้นค่า NA ของไฟเบอร์จึงลดลงต้องไม่เกินค่าที่กำหนด โปรดดูรายละเอียดในตารางก่อนหน้า
ประการที่สอง การเบี่ยงเบนของลำแสงขนานนั้นเกี่ยวข้องกับแกนกลางเส้นผ่านศูนย์กลาง; เมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางแกนกลางเพิ่มขึ้น ค่า NA สูงสุดที่รองรับโดยขนาดของตัวปรับลำแสงลดลง
หากเส้นผ่านศูนย์กลางของลำแสงขนานเกินขนาดของช่องรับแสงที่ชัดเจน ผลลัพธ์ที่ได้จะเป็นดังนี้ลำแสงจะถูกบังโดยตัวเรือน
ทั้งสองสถานการณ์นี้สามารถส่งผลให้คุณภาพลำแสงลดลงได้
นอกจากนี้ ตัวสะท้อนแสง OAP สามารถปรับลำแสงจากแหล่งกำเนิดแสงแบบจุดได้อย่างสมบูรณ์แบบเฉพาะที่เท่านั้นจุดศูนย์กลาง
ยิ่งจุดกำเนิดแสงเบี่ยงเบนจากแกนแสงมากเท่าไร หรือยิ่ง...ยิ่งเส้นผ่านศูนย์กลางแกนมัลติโหมดใหญ่ขึ้นเท่าใด การบิดเบือนของลำแสงก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้นลำแสง; การเพิ่มระยะโฟกัสหรือความยาวคลื่นของการสะท้อนสามารถลด...ความบิดเบี้ยว
วันที่โพสต์: 5 พฤศจิกายน 2024
