O combinador de fibra óptica é um tipo de dispositivo de conexão de fibra óptica que utiliza tecnologia de fusão de precisão de fibra óptica para maximizar o acoplamento de energia óptica da fibra óptica transmissora para a fibra óptica receptora, minimizando qualquer impacto no sistema devido à sua presença na fibra óptica. caminho.
O combinador de fibra desempenha um papel crucial em sistemas de laser de fibra. Sua qualidade não afeta apenas diretamente a potência e a qualidade do feixe do laser de fibra, mas também fornece uma garantia crucial para a operação segura e estável do laser.
Classificação de combinadores de fibra óptica
Com base na sua função, os combinadores de fibra podem ser categorizados em dois tipos: combinadores de potência e combinadores de bomba.
- O combinador de bombas combina vários feixes de bombas em uma única fibra óptica para saída. Seu objetivo principal é aumentar a potência da bomba.
- O combinador de potência combina vários lasers monomodo em uma única fibra óptica para saída, com o objetivo de aumentar a potência de saída do laser.
Combinador de bombas
Combinador de energia
Os combinadores de fibra também podem ser classificados com base em sua composição em dois tipos: combinadores de fibra N×1 sem fibra de sinal e combinadores de fibra (N+1)×1 com fibra de sinal.
O combinador de fibra (N+1)×1 difere do combinador N×1 porque inclui uma fibra de sinal em seu centro. Durante o processo de fabricação, N fibras ópticas devem ser dispostas de forma precisa e simétrica em torno da fibra de sinal, que serve como entrada para a luz do sinal.
Tanto o combinador de potência quanto o combinador de bomba se enquadram na categoria de combinadores N×1. A função específica depende do modelo das fibras de entrada do canal N.
Se as fibras do canal N forem fibras monomodo ou fibras de campo de modo grande, elas podem ser conectadas diretamente a N lasers para aumentar a potência de saída do laser, resultando em um combinador de potência.
Se as fibras do canal N forem fibras multimodo, elas serão conectadas a fontes de bomba N para aumentar a potência da bomba do laser, formando um combinador de bomba.
Combinador de fibra óptica N × 1
Os combinadores de feixe (N+1) × 1 são usados especificamente para feixes de bomba e são encontrados principalmente em sistemas de amplificação de fibra óptica.
A fibra central no combinador é uma fibra monomodo que transmite a luz do sinal, enquanto as N fibras multimodo circundantes servem como fibras de bomba para a transmissão de luz da bomba.
Este tipo de combinador é comumente usado em configurações MOPA (Master Oscillator Power Amplifier).
(N+1) × 1 combinador de fibra óptica
Combinador de bomba lateral e combinador de bomba final
A fibra central do combinador de bomba lateral serve como fibra de sinal, e seu núcleo é um guia de onda monomodo ou quase monomodo projetado para transmissão de laser. As seis fibras periféricas são usadas para transmitir a luz da bomba.
Uma vez que essas sete fibras ópticas estejam dispostas em ordem, elas são fundidas, retiradas e unidas à fibra óptica de revestimento duplo de saída.
Combinador de fibra bombeado final
A principal diferença entre um combinador de bomba lateral e um combinador de bomba final é que a fibra da bomba em um combinador de bomba lateral é fixada ao revestimento da fibra de sinal sem sofrer fusão ou afunilamento, enquanto em um combinador de bomba final o sinal a fibra é derretida e afilada.
Como resultado, em princípio, a transmissão do sinal de um combinador de bomba lateral é superior à de um combinador de bomba final.
Combinador de fibra bombeada lateral
Fabricação de combinador de vigas
O combinador de potência possui uma estrutura básica composta por três partes: fibra de entrada, feixe de fibras cônicas fundidas e fibra de saída.
Estrutura básica do combinador de potência
Para garantir que o feixe de fibras se funda e se afunile bem com a fibra de saída, a seção transversal do feixe de fibras deve ser circular e as fibras da bomba devem ser dispostas em um padrão geométrico específico, normalmente em formato hexagonal regular.
Durante o processo de fabricação, os feixes de fibras de entrada são primeiro montados e depois fundidos e cônicos para formar um feixe de fibras cônicas fundidas. A cintura cônica do feixe de fibras cônicas fundidas é então cortada e fundida com a fibra de saída.
Uma estrutura robusta de embalagem e dissipação de calor foi projetada para garantir a estabilidade e longevidade do combinador de vigas. Cobre ou alumínio, com alta condutividade térmica, são comumente usados como invólucro da embalagem, e um sistema de resfriamento de água pode ser integrado à embalagem metálica, conforme necessário.
Os lasers de fibra conectam dispositivos de fibra por meio de soldagem. A fusão de fibras de alta qualidade é crucial para alcançar maior potência. No entanto, ocorrem inevitavelmente perdas durante o processo de soldagem, que acumulam luz e calor ao longo do tempo, levando potencialmente a uma deterioração na qualidade do feixe ou danos aos componentes ópticos.
