수동형 광섬유 : Fiber-Optic Collimator

렌즈의 종류

 

콜리메이터에는 섬유 렌즈, 볼 렌즈, 비구면 렌즈, 구형 단일 렌즈 및 이중 렌즈, GRIN(GRAded INdex) 렌즈, 현미경 대물렌즈, 원통형 렌즈 등 다양한 종류의 렌즈를 사용할 수 있습니다. 표준 통신 광섬유와 실제로 다른 많은 광섬유의 경우 상대적으로 저렴하고 크기가 작은 GRIN 렌즈(등급 인덱스 렌즈)를 주로 사용합니다. 그러나 빔 직경이 더 큰 경우에는 적합하지 않습니다. 몇 밀리미터가 넘는다. 이러한 경우 구면 또는 때로는 비구면 유형일 수 있는 기존의 단일 또는 이중 렌즈를 사용하는 경향이 있습니다. 예를 들어, 이는 긴 레일리 길이가 필요한 자유 공간 광 통신과 같이 시준된 빔을 먼 거리로 전송해야 하는 경우에 필요합니다.

 

시준된 빔의 크기

 

획득된 시준된 빔의 빔 반경은 상황에 따라 다릅니다. 어떤 경우에는 빔 직경이 섬유 직경만큼 작습니다. 125μm; 레일리 길이는 1cm 미만이 될 수 있습니다. 다른 경우에는 수 밀리미터 이상의 빔 직경이 필요합니다. 계산의 경우 단일 모드 광섬유의 경우가 더 간단합니다. 여기서 빔 반경은 다음 방정식을 사용하여 매우 정확하게 계산할 수 있습니다.

 

w_coll

이는 광섬유 모드의 빔 프로파일이 대략 가우시안 형태를 갖는다고 가정하므로 빔 발산 반각 θ섬유에 해당 공식을 적용할 수 있습니다. 또한 광섬유 끝과 렌즈 사이의 거리가 렌즈의 초점 거리 f에 가깝다고 가정합니다. 거리가 너무 작으면 빔이 발산하고 거리가 너무 멀면 일정 거리의 초점으로 수렴됩니다. 빔 초점(시준기의 빔 직경보다 약간 낮은 빔 직경)이 적절한 작동 거리에 도달하는 후자 방식으로 약간 들어가는 것이 유용할 수 있습니다. 초점 거리가 길수록 세로 위치 지정이 덜 중요해집니다. 파이버 모드 크기가 작을수록 시준된 빔이 더 커지는 경우가 많습니다. 광섬유의 모드 크기가 작을수록 빔 발산이 더 커지고 주어진 초점 거리에 대해 시준된 빔이 더 커진다는 것을 의미합니다. 이는 또한 일반적으로 더 작은 모드 크기로 이어지는 더 짧은 파장이 더 큰 출력 빔으로 이어진다는 것을 의미합니다. 이는 광섬유가 충분히 짧은 파장에 대해 다중 모드 체제에 들어가면 더욱 그렇습니다. 이러한 이유로, 예를 들어 적외선 빔에 대한 가시적 파일럿 빔은 적외선 빔의 크기를 정확하게 나타내지 못할 수 있습니다. 또한 시준을 위한 올바른 광섬유 위치 지정은 특히 무색 렌즈(아래 참조)를 사용하지 않는 경우 파장에 따라 달라질 수 있습니다. 다중 모드 광섬유의 경우 출력에서의 빔 발산(및 시준된 빔 크기)은 발사 조건 및 광섬유의 조건(예: 굽힘)에 따라 달라질 수 있습니다. 일반적으로 빔 발산 각도는 단일 모드 광섬유에 대한 추정치에 따른 것보다 더 크며, 심지어 훨씬 더 클 수도 있습니다. GRIN 렌즈는 소형 통신 장치에 적합하지만 빔 크기가 몇 밀리미터에서 수십 밀리미터까지 다양할 수 있는 FSO(Free Space Optic) 통신 애플리케이션에 사용되는 것과 같은 대형 광학 빔을 생성하는 데는 적합하지 않습니다. 빔 크기가 1mm ~ 5mm인 경우 비구면 렌즈는 구면 수차를 보정하는 탁월한 능력으로 인해 이상적입니다. 몇 밀리미터보다 큰 빔 크기의 경우 구형 단일선 또는 이중선이 쉽게 이용 가능하고 비용이 저렴하므로 더 나은 선택이 될 수 있습니다.

 

발산각의 이론적 근사

 

각진 광섬유 끝은 종종 광섬유 끝면에서 코어로의 역반사를 억제하는 데, 즉 반사 손실을 최대화하는 데 사용됩니다. 불행히도 각도로 인해 출력 빔이 어느 정도 편향됩니다. 단일 모드 광섬유는 후면 반사를 줄이기 위해(반사 손실 증가) 8도 각도로 연마되는 경우가 많습니다. 거기에서 지불해야 할 대가는 빔이 중심에서 약간 벗어났다는 것입니다. 그러나 특별히 설계된 광섬유 페룰과 정렬 장치를 사용하여 이를 교정하는 것이 가능합니다. 거의 모든 다중 모드 광섬유는 시스템 반사 손실 요구 사항이 훨씬 낮기 때문에 0도에서 연마됩니다. 이 발산 각도는 광섬유에서 나오는 빛이 가우스 강도 프로파일을 갖는 한 아래에 표시된 공식을 사용하여 이론적으로 쉽게 근사화할 수 있습니다. 이는 단일 모드 광섬유에서는 잘 작동하지만 광섬유에서 나오는 빛이 비가우시안 강도 프로파일을 갖는 다중 모드 광섬유에서는 발산 각도를 과소평가합니다. 발산 각도(도) θ ≒ (D/f)(180/3.1415927) 여기서 D와 f는 동일한 단위여야 합니다. θ는 발산 각도, D는 모드 필드 직경(MFD), f는 콜리메이터의 초점 거리 계산 예: SF220SMA-A 콜리메이터를 사용하여 모드 필드 직경(D)을 갖는 460HP 광섬유에서 나오는 515nm 빛을 시준하는 경우 3.5 µm 및 약 11.0 mm의 초점 거리(f)(설계 파장이 543 nm이므로 정확하지 않음), 발산 각도는 대략 θ ≒ (0.00

시준 선택 가이드

 

당사는 1310nm 또는 1550nm에 맞게 정렬되고 FC 연결형 또는 종단되지 않은 광섬유를 갖춘 4개의 GRIN(그라디언트 인덱스) 광섬유 콜리메이터를 제공합니다. 당사의 GRIN 콜리메이터는 Ø1.8mm 투명 조리개를 갖추고 있으며 AR 코팅 처리되어 광섬유에 대한 낮은 후면 반사를 보장하며 표준 Corning SMF-28 단일 모드 광섬유와 결합됩니다. 이러한 GRIN(등급 굴절률) 렌즈는 빛이 하나의 광섬유를 통해 전파된 다음 자유 공간 광학 시스템을 거쳐 마지막으로 다른 광섬유로 다시 전파되어야 하는 1300 또는 1560nm의 응용 분야에 맞게 AR 코팅되어 있습니다. 또한 레이저 다이오드의 빛을 섬유에 연결하거나, 섬유의 출력을 감지기에 연결하거나, 레이저 빛을 시준하는 데에도 유용합니다.

 

당사의 피그테일 페룰은 1310 nm 또는 1550 nm 중심의 광대역 AR 코팅을 갖추고 있으며 0도 또는 8도 각도의 면으로 제공됩니다. 이 피그테일 페룰에는 1.5미터의 SMF-28e 파이버가 포함되어 있습니다.

 

주문 정보