Ο ανακλαστικός οπτικός κολυμβητής Thorlabs βασίζεται σε έναν παραβολοειδή καθρέφτη (OAP) 90° εκτός άξονα με σταθερό εστιακό μήκος σε ένα ευρύ φάσμα μήκους κύματος και είναι ιδανικός για χρήση σε συστήματα που απαιτούν ευθυγράμμιση πολλαπλών μηκών κύματος.
Ο ανακλαστικός κολυμβητής διατίθεται σε τρία σχέδια περιβλήματος, καθένα από τα οποία είναι συμβατό με βραχυκυκλωτήρες οπτικών ινών με συνδέσμους FC/PC, FC/APC ή SMA.
Βασικά στοιχεία του ανακλαστήρα OAP
Ο ανακλαστήρας OAP (Off-Axis Parabolic) είναι μέρος του γονικού παραβολικού ανακλαστήρα.
Εκτός άξονα σημαίνει ότι οι οπτικοί άξονες των δύο είναι παράλληλοι αλλά δεν συμπίπτουν.
Ο άξονας εστίασης διέρχεται από το κέντρο της εστίασης και τον ανακλαστήρα OAP,και η απόσταση μεταξύ αυτών των δύο σημείων ονομάζεται ανακλώμενη εστιακή απόσταση(RFL).
Η γωνία μεταξύ του άξονα εστίασης και του οπτικού άξονα είναι η γωνία εκτός άξονα,που εδώ είναι 90 μοίρες.
Σταθερός κολυμβητής
Οι σταθεροί οπτικοί κολλιμητές παρέχουν δύο μεταλλικές μεμβράνες υψηλής ανακλαστικότητας: -F01 UV-ενισχυμένη μεμβράνη αλουμινίου και μεμβράνη αργύρου -P01 με προστατευτικό στρώμα, τα οποία είναισυνιστάται για ευθυγράμμιση μονοτροπικών και πολυτροπικών ινών καιεφαρμογές σύζευξης πολυτροπικών ινών.
Σύμφωνα με τη διάμετρο της ευθυγραμμισμένης δέσμης (για ίνα 0,13 NA), μπορούν να είναιχωρίζεται στις ακόλουθες τέσσερις σειρές:
Οι τέσσερις παραπάνω εικόνες είναι RC02FC-P01, RC04FC-P01, RC08APC-P01 καιRC12SMA-P01 αντίστοιχα.
Επομένως, σύμφωνα με το μοντέλο του προϊόντος, μπορούμε να γνωρίζουμε τις κύριες παραμέτρουςκάθε ανακλαστικού κολυμβητή, συμπεριλαμβανομένης της διαμέτρου της κολυμβημένης δέσμης, της ίναςσύνδεσμος και επίστρωση.
Οι corlimators RC02, RC04 και RC08 είναι συμβατοί με εσωτερικά SM05-βιδωτές βάσεις, ενώ ο κολυμβητής RC12 είναι συμβατός με εσωτερικά SM1-βιδωτές βάσεις.
Επιπλέον, ο κολυμβητής RC02 μπορεί να τοποθετηθεί απευθείας στο άκρο σε ένα Ø1/2".κινηματική βάση, ενώ τα RC02, RC04 και RC08 μπορούν να τοποθετηθούν απευθείας στο άκροσε μια κινηματική βάση Ø1" (αφού πρώτα ξεβιδώσετε τον οδοντωτό δακτύλιο στην ελεύθερηδιαστημικό λιμάνι).
Η τοποθέτηση με κινηματική βάση διευκολύνει την ευθυγράμμιση της δέσμης κατά τη σύνδεση των ινώναπαιτείται.
Μικρός κολυμβητής
Ο μικρός κολυμβητής επιτυγχάνει έναν πιο λεπτό σχεδιασμό έχοντας τον ανακλαστήρα στοαντίθετη κατεύθυνση από το μπροστινό μέρος. Μπορεί να χωριστεί σε δύο σειρές σύμφωνα μεη εστιακή απόσταση: RCR25x-P01 και RCR50x-P01, με εστιακές αποστάσεις ανάκλασης25,4 και 50,8 mm αντίστοιχα. Το x στον αριθμό μοντέλου είναι η οπτική ίνατύπος συνδετήρα, ο οποίος μπορεί να αντικατασταθεί με P, A και S για να αντιπροσωπεύει FC/PC,Υποδοχές FC/APC και SMA αντίστοιχα.
Μικροί κατευθυντήρες μπορούν να τοποθετηθούν απευθείας σε βάσεις σωλήνων φακών Ø1/2", όπωςόπως ο δακτύλιος ολίσθησης SM05RC(/M) και ο σφιγκτήρας SM05TC.
Εάν απαιτείται ρύθμιση κλίσης/κλίσης, μπορούν να τοποθετηθούν σε κινηματική διάταξη Ø1".Τοποθετήστε χρησιμοποιώντας τον προσαρμογέα SM1A60.
Ο μικρός κολυμβητής μπορεί επίσης να ενσωματωθεί απευθείας σε ένα κλουβί 16 mmσύστημα χρησιμοποιώντας μια πλάκα κλωβού SP3 ή έναν κύβο κλωβού SC6W ή σε ένα 30 mmσύστημα κλουβιού χρησιμοποιώντας έναν προσαρμογέα SM1A60 και έναν κύβο κλουβιού C4W.
Ρυθμιζόμενος κολυμβητής
Οι ρυθμιζόμενοι κατευθυντήρες μπορούν να προσαρμόσουν την απόσταση από την ίνα έως τον καθρέφτη OAP για να βελτιστοποιήσουν την ευθυγράμμιση κάθε ίνας ή για να συνδέσουν το φως σε μονοτροπικές ή πολύτροπες ίνες.
Όταν η χαραγμένη γραμμή ευθυγραμμίζεται με το σύμβολο ∞, η απόσταση από την ίναστον ανακλαστήρα OAP είναι ίσο με το RFL, και ο κατευθυντήρας εξάγει έναπαραλληλισμένη δέσμη (παραπάνω).
Όταν η χαραγμένη γραμμή αποκλίνει από το σύμβολο ∞, ο κατευθυντήρας εξάγει ένααποκλίνουσα ή συγκλίνουσα δέσμη και η μέγιστη απόσταση από την εστία της έωςτο κέντρο του ανακλαστήρα είναι -2,2 m και 0,15 m, αντίστοιχα, όπως φαίνεται στοακολουθώντας δύο αριθμούς.
Όταν ο λόγος συζυγούς είναι ίσος με το άπειρο, οι καθρέφτες OAP μπορούν να επιτύχουναπεικόνιση περιορισμένης περίθλασης.
Όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα, υπάρχουν επίσης δύο ρυθμιζόμενοι ανακλαστικοί κολυμβητές.πολύ κατάλληλο για ζεύξη μεγάλων αποστάσεων, έτσι ώστε ο ενδιάμεσος ελεύθερος χώροςη δέσμη μπορεί να κατευθύνεται με άλλα οπτικά στοιχεία, κάτι που είναι πολύ χρήσιμο σεεφαρμογές επικοινωνίας μεγάλων αποστάσεων.
Ο ρυθμιζόμενος κολυμβητής RCF15x-P01 μπορεί να τοποθετηθεί σε μια βάση SM1RC(/M)δακτύλιο ή σφιγκτήρα μανικιού SM1TC χρησιμοποιώντας το μαύρο τμήμα.
Για τη ρύθμιση κλίσης/κλίσης, συνιστάται η χρήση βάσης Polaris, όπως π.χ.η κινηματική βάση POLARIS-K2 ή POLARIS-K2VS2L Ø2" χρησιμοποιώντας το AD2Tπροσαρμογέας· η κινηματική βάση με σπείρωμα POLARIS-K2T SM2 χρησιμοποιώντας το SM2A21προσαρμογέας ή η κινηματική βάση 5 αξόνων POLARIS-K15XY χρησιμοποιώντας το SM1L03σωλήνας φακού και προσαρμογέας SM1A68.
Το άκρο ελεύθερου χώρου του ρυθμιζόμενου περιβλήματος του κολυμβητή έχει σπείρωμαεσωτερικά νήματα SM05 και εξωτερικά νήματα SM1.
Παραδείγματα τοποθέτησης του κολυμβητήφαίνονται στα επόμενα δύο σχήματα.
Σύγκλιση Μονοτροπικών Ινών
Κατά την ευθυγράμμιση μονοτροπικών ινών, αυτοί οι ανακλαστικοί ευθυγραμμιστές παράγουν ευρεία-μέση, δοκοί χαμηλής απόκλισης.
Η συνολική απόκλιση μιας ευθυγραμμισμένης δέσμης (σε μοίρες) μπορεί να υπολογιστεί κατά προσέγγισηαπό τη διάμετρο πεδίου οπτικής ίνας (MFD) και την εστιακή απόσταση του ανακλαστήρα (RFL):
Η διάμετρος 1/e² μιας παραλληλισμένης δοκού είναι περίπου:
Για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας τον μικρό κολυμβητή RCR25A-P01 για την ευθυγράμμιση του P3-Μονότροπη οπτική ίνα 630A-FC-1, σε μήκος κύματος λ = 633 nm, η MFD είναι 4,3μm.
Οι δύο παραπάνω εξισώσεις δείχνουν ότι η γωνία απόκλισης είναι 0,01 μοίρεςκαι η διάμετρος της δοκού είναι 4,8 mm.
Σύγκλιση Πολλαπλών Τρόπων Ινών
Η συνολική γωνία απόκλισης μιας παραλληλισμένης δέσμης είναι περίπου:
Η διάμετρος της ευθυγραμμισμένης δέσμης είναι περίπου:
Η έξοδος της πολύτροπης ίνας συνήθως δεν είναι καλά ευθυγραμμισμένη.
Σύμφωνα με τον παραπάνω τύπο, η διάμετρος της δοκού επηρεάζεται κυρίως από την NAσε μια θέση κοντά στον ανακλαστήρα OAP, αλλά καθώς η δέσμη διαδίδεται, τοΗ επίδραση της διαμέτρου του πυρήνα γίνεται όλο και πιο εμφανής.
Για τον σταθερό κολυμβητή που αναφέρθηκε παραπάνω, η διάμετρος της κολλημένης δέσμης είναιυπολογίζεται από το 2NA*RFL, το οποίο είναι μεγαλύτερο από τη διάμετρο της δέσμης 1/e².
Όταν επιλέγετε έναν σταθερό κολυμβητή, η εστιακή απόσταση μπορεί να συναχθεί από τοαπαιτούμενη διάμετρος δοκού για τον προσδιορισμό του κατάλληλου μοντέλου.
Υπάρχουν δύο σημαντικοί περιορισμοί στην ευθυγράμμιση πολύτροπων ινών.
Καταρχάς, οι περισσότερες πολύτροπες ίνες έχουν μια πολύ αποκλίνουσα δέσμη εξόδου που μπορεί να είναιμπλοκαρισμένο από το περίβλημα πριν φτάσει στον ανακλαστήρα OAP, έτσι η ίνα NAδεν μπορεί να υπερβεί μια συγκεκριμένη τιμή· ανατρέξτε στον προηγούμενο πίνακα για λεπτομέρειες.
Δεύτερον, η απόκλιση της παραλληλισμένης δέσμης σχετίζεται με τον πυρήναδιάμετρος· καθώς αυξάνεται η διάμετρος του πυρήνα, η μέγιστη NA που υποστηρίζεται απόο κολυμβητής μειώνεται.
Εάν η διάμετρος της ευθυγραμμισμένης δέσμης υπερβαίνει το καθαρό άνοιγμα, η έξοδοςη δοκός θα μπλοκαριστεί από το περίβλημα.
Και οι δύο αυτές καταστάσεις μπορούν να οδηγήσουν σε μειωμένη ποιότητα δέσμης.
Επιπλέον, οι ανακλαστήρες OAP μπορούν να ευθυγραμμίσουν τέλεια τις σημειακές πηγές μόνο στοεπίκεντρο.
Όσο μεγαλύτερη είναι η απόκλιση της σημειακής πηγής από τον οπτικό άξονα, ήΌσο μεγαλύτερη είναι η διάμετρος του πολυτροπικού πυρήνα, τόσο μεγαλύτερη είναι η παραμόρφωση του παραλληλισμένουδέσμη. Η αύξηση του εστιακού μήκους ανάκλασης ή του μήκους κύματος μπορεί να μειώσει τηνπαραμόρφωση.
Ώρα δημοσίευσης: 05 Νοεμβρίου 2024
