קולימטור הסיבים הרפלקטיביים של Thorlabs מבוסס על מראה פרבולואידית (OAP) בזווית של 90° מחוץ לציר עם אורך מוקד קבוע על פני טווח אורכי גל רחב והוא אידיאלי לשימוש במערכות הדורשות קולימציה של אורכי גל מרובים.
הקולימטור הרפלקטיבי זמין בשלושה עיצובי מארז, כל אחד תואם למגשרים של סיבים אופטיים עם מחברי FC/PC, FC/APC או SMA.
יסודות של רפלקטור OAP
מחזיר אור (OAP) פרבולי מחוץ לציר הוא חלק מהפרבוליה המקורית שלו.
"מחוץ לציר" פירושו שהצירים האופטיים של השניים מקבילים אך אינם חופפים.
ציר המיקוד עובר דרך מרכז המיקוד ומחזיר האור של ה-OAP,והמרחק בין שתי נקודות אלו נקרא אורך המוקד המוחזר(RFL).
הזווית בין ציר המיקוד לציר האופטי היא הזווית מחוץ לציר,שזה 90 מעלות כאן.
קולימטר קבוע
קולימטורים של סיבים קבועים מספקים שני שכבות מתכת בעלות רפלקטיביות גבוהה: -F01 UV-סרט אלומיניום משופר וסרט כסף P01 עם שכבת מגן, שהםמומלץ לקולימציה של סיבים במצב יחיד ורב-מצבייםיישומי צימוד סיבים רב-אופניים.
בהתאם לקוטר הקרן הקולימטית (עבור סיב 0.13 NA), הם יכולים להיותמחולק לארבע הסדרות הבאות:
ארבע התמונות למעלה הן RC02FC-P01, RC04FC-P01, RC08APC-P01 ו-RC12SMA-P01 בהתאמה.
לכן, בהתאם למודל המוצר, אנו יכולים לדעת את הפרמטרים העיקרייםשל כל קולימטור רפלקטיבי, כולל קוטר קרן קולימטיבית, סיבמחבר וציפוי.
הקולימטורים RC02, RC04 ו-RC08 תואמים למכשיר SM05- פנימיתושבות הברגה, בעוד שהקולימטור RC12 תואם ל- SM1- פנימיתושבות הברגה.
בנוסף, ניתן להרכיב את הקולימטור RC02 ישירות בקצהו לתוך ציר Ø1/2 אינץ'הרכבה קינמטית, בעוד שה-RC02, RC04 ו-RC08 ניתנים להרכבה ישירה בקצהלתוך תושבת קינמטית בקוטר Ø1 אינץ' (לאחר פתיחת הברגת הטבעת המחורצת מהצד החופשינמל חלל);
הרכבה עם תושבת קינמטית מקלה על יישור הקורה בעת צימוד סיביםנדרש.
קולימטר קטן
הקולימטור הקטן משיג עיצוב דק יותר על ידי כך שהמשקף נמצא ב...בכיוון ההפוך לחזית. ניתן לחלק אותו לשתי סדרות לפיאורך המוקד: RCR25x-P01 ו-RCR50x-P01, עם אורכי מוקד השתקפותשל 25.4 ו-50.8 מ"מ בהתאמה; ה-x במספר הדגם הוא הסיבסוג מחבר, אשר ניתן להחליף ב-P, A ו-S כדי לייצג FC/PC,מחברי FC/APC ו-SMA בהתאמה.
ניתן להרכיב קולימטורים קטנים ישירות על תושבות צינור עדשה בגודל 1/2 אינץ', כגוןכמו טבעת ההחלקה SM05RC(/M) ומהדק SM05TC.
אם נדרשת כוונון גובה/סטייה, ניתן להרכיב אותם בצורת קינמטיקה Ø1 אינץ'.הרכבה באמצעות מתאם SM1A60.
ניתן לשלב את הקולימטור הקטן ישירות בכלוב של 16 מ"ממערכת באמצעות לוחית כלוב SP3 או קוביית כלוב SC6W, או לתוך 30 מ"ממערכת כלוב באמצעות מתאם SM1A60 וקוביית כלוב C4W.
קולימטר מתכוונן
קולימטורים מתכווננים יכולים להתאים את המרחק מהסיב למראה ה-OAP כדי לייעל את הקולימציה של כל סיב או כדי לזווג אור לסיבים חד-מודיים או רב-מודיים.
כאשר הקו המסומן מיושר עם הסמל ∞, המרחק מהסיבלמשקף ה-OAP שווה ל-RFL, והקולימטור מפיקקרן קולימטיבית (למעלה).
כאשר הקו המשורטט סוטה מהסמל ∞, הקולימטור מוציא תוצאהקרן מתפצלת או מתכנסת, והמרחק המקסימלי מהמוקד שלה אלמרכז המשקף הוא -2.2 מטר ו-0.15 מטר, בהתאמה, כפי שמוצג באיורשתי דמויות הבאות.
כאשר יחס הצומד שווה לאינסוף, מראות OAP יכולות להשיגהדמיה מוגבלת דיפרקציה.
כפי שמוצג באיור למטה, שני קולימטורים מחזירי אור מתכווננים נמצאים גם הםמתאים מאוד לצימוד למרחקים ארוכים, כך שהמרחב הפנוי הבינייםניתן לכוון את הקרן באמצעות אלמנטים אופטיים אחרים, וזה שימושי מאוד ביישומי תקשורת למרחקים ארוכים.
ניתן להרכיב את הקולימטור המתכוונן RCF15x-P01 בתוך תפס SM1RC(/M)טבעת או מהדק שרוול SM1TC באמצעות החלק השחור.
לצורך כוונון גובה/סטייה, מומלץ להשתמש בתושבת Polaris, כגוןתושבת קינמטית POLARIS-K2 או POLARIS-K2VS2L Ø2" באמצעות AD2Tמתאם; תושבת קינמטית עם הברגה של POLARIS-K2T SM2 באמצעות SM2A21מתאם; או תושבת קינמטית 5 צירים POLARIS-K15XY באמצעות SM1L03צינור עדשה ומתאם SM1A68.
הקצה הפנוי של בית הקולימטור המתכוונן מושחל עםהברגות SM05 פנימיות וחיצוניות SM1.
דוגמאות להרכבת הקולימטורמוצגים בשתי האיורים הבאים.
קולימציה של סיבים במצב יחיד
בעת קולימציה של סיבים חד-מודיים, קולימטורים רפלקטיביים אלה מייצרים מרחק רחב-מותניים, קורות בעלות סטייה נמוכה.
ניתן לקרב את הדיברגנציה הכוללת של קרן קולימטיבית (במעלות)לפי קוטר שדה מצב הסיבים (MFD) ואורך המוקד של המשקף (RFL):
קוטר 1/e² של קרן קולימטיבית הוא בקירוב:
לדוגמה, שימוש בקולימטור הקטן RCR25A-P01 כדי לקולימט את ה-P3-סיב חד-מצבי 630A-FC-1, באורך גל של λ = 633 ננומטר, ה-MFD הוא 4.3מיקרומטר.
שתי המשוואות לעיל מראות שזווית ההתפצלות היא 0.01 מעלותוקוטר הקורה הוא 4.8 מ"מ.
קולימציה של סיבים מרובי-מודדים
זווית הדיברגנציה הכוללת של קרן קולימטיבית היא בקירוב:
קוטר הקרן הקולימטית הוא בערך:
הפלט של סיב רב-מודדי בדרך כלל אינו מקולימטיבי היטב.
לפי הנוסחה לעיל, קוטר הקורה מושפע בעיקר מ-NAבמיקום קרוב למחזיר ה-OAP, אך ככל שהקרן מתפשטת, ה-השפעת קוטר הליבה הופכת ברורה יותר ויותר.
עבור הקולימטור הקבוע שהוזכר לעיל, קוטר קרן הקולימציה הואמחושב על ידי 2NA*RFL, שהוא גדול מקוטר הקורה של 1/e².
בעת בחירת קולימטור קבוע, ניתן להסיק את אורך המוקד מ-קוטר הקורה הנדרש כדי לקבוע את הדגם המתאים.
ישנן שתי מגבלות חשובות לקולימציה של סיבים רב-מודדיים.
ראשית, לרוב הסיבים הרב-מודדיים יש אלומת פלט שונה מאוד שניתןחסום על ידי המארז לפני שהוא מגיע למחזיר ה-OAP, כך שהסיב לא פעיללא יכול לחרוג מערך מסוים; עיין בטבלה הקודמת לפרטים.
שנית, הדיברגנציה של הקרן הקולימטית קשורה לליבהקוטר; ככל שקוטר הליבה גדל, ה-NA המקסימלי הנתמך על ידיהקולימטור יורד.
אם קוטר הקרן הקולימטית עולה על הצמצם הפתוח, הפלטהקרן תיחסם על ידי המארז.
שני המצבים הללו עלולים להוביל לירידה באיכות הקרן.
בנוסף, מחזירי OAP יכולים לקשר בצורה מושלמת רק מקורות נקודתיים ב-נקודת מוקד.
ככל שסטיית מקור הנקודתי מהציר האופטי גדולה יותר, אוככל שקוטר הליבה הרב-מודית גדול יותר, כך העיוות של הקולימציה גדול יותרקרן; הגדלת אורך המוקד או אורך הגל של ההחזרה יכולה להפחית אתסַלְפָנוּת.
זמן פרסום: 5 בנובמבר 2024
