Комбинатор за оптични влакна

Фиброоптичният пакет е устройство за свързване на оптични влакна, което чрез технологията за прецизно снаждане на влакна, така че изходът на оптичната енергия от предаващото влакно да се свърже максимално с приемащото влакно и така, че поради неговата намеса в оптичния път и въздействието върху системата е сведено до минимум.Фиброкомбинаторът е важен компонент във фибролазерната система, неговото качество не само пряко определя мощността на фибролазера и качеството на лъча, но и важна гаранция за безопасната и стабилна работа на лазера.

Класификация на фиброоптични пакети

Според класификацията на използваните функции, оптичните пакети могат да бъдат разделени на две категории: захранващи пакети и пакети с помпи.

(1) Комбинаторът на помпата е основно за многоканален изпомпване на фотосинтетичен лъч в изход от оптично влакно, използван главно за увеличаване на мощността на помпата.

(2) Комбинаторът на мощен лъч трябва да комбинира многоканалния едномодов лазерен лъч в оптично влакно за извеждане, което се използва за подобряване на изходната мощност на лазера.

Свързваща помпа

Комбинатор на мощен лъч

В зависимост от класификацията на състава, сноповете за влакна могат да бъдат разделени на две категории: N×1 снопове за влакна, които не съдържат сигнални влакна, и (N+1) ×1 снопове за влакна, които съдържат сигнални влакна.За разлика от N×1 снопа за влакна, оптичното влакно в центъра на (N+1) ×1 снопа за влакна е сигнално влакно.По време на процеса на производство, N влакна трябва да бъдат плътно и симетрично подредени около сигналното влакно, а сигналното влакно в средата се използва за вход на сигнална светлина.Комбинаторът на лъчи N × 1 има както комбинатор на лъчи на мощност, така и пакет за помпа, функцията на разликата зависи от типа на входното влакно с N-канал, ако влакното с N-канал е едномодово влакно или полево влакно с голям режим, то може да бъдат директно свързани към N лазери.Използва се за увеличаване на изходната мощност на лазера, т.е. на комбиниращия лъч на мощността;Ако N-пътното влакно е многомодово влакно, то е свързано към N източника на помпа, за да се увеличи мощността на помпата на лазера, т.е. на помпата.

▲ N × 1 устройство за свързване на влакна
(N+1) × 1 Beam Combiner са и двете помпени пакети, използвани главно в системи за усилване на влакна.Едномодовото влакно в средата на пакета е сигнално влакно за предаване на сигнална светлина, а N-каналното многомодово влакно около него е влакно с помпа за предаване на изпомпвана светлина.Този пакетор обикновено се използва в MOPA структури.

▲ (N+1) ×1 устройство за свързване на оптични влакна

02

Снопове за странични помпи и снопове за крайни помпи

Центърът на страничния помпен комбинатор е сигналното влакно, сърцевината на влакното е едномодов или квази-едномодов вълновод за предаване на лазери, а периферните шест влакна са помпени влакна за изпомпване на светлина.Седемте влакна са спретнато подредени и разтопени и изтънени и съединени с изходното влакно с двойна обвивка.

▲ Свързваща машина за оптични влакна

Страничният сноп с помпа се различава от снопа с крайна помпа по това, че влакното на помпата на снопа на страничната помпа се издърпва и монтира към обвивката на сигналното влакно, докато сигналното влакно не се разтопява и изтънява.Следователно, предаването на сигнала на страничната помпа за комбиниране е по принцип по-добро от крайната помпа за групиране.

▲ Устройство за оптични влакна със странична помпа

03

Производство на греди комбинатори

Основната структура на силовия пакет включва главно три части: входно влакно, сноп от конични влакна и изходно влакно.

▲ Основната структура на захранващия пакет

На първо място, за да може снопът от влакна да бъде добре заварен с изходното влакно след топене и издърпване на конуса, трябва да се изисква напречното сечение на снопа от влакна да е кръгло и влакното на помпата да е плътно подредено в определен геометричен начин, обикновено влакното е плътно подредено по положителен шестоъгълен начин.По време на производствения процес входящият сноп влакна първо се подава, а след това входящият сноп влакна на снопа се разтопява и залепва, за да образува сноп от конусни влакна, а след това частта на талията на конуса на снопа от конусни влакна се нарязва и снажда с изходно влакно.И накрая, подходящ пакет и термична структура са проектирани да гарантират, че комбиниращият лъч може да работи стабилно за дълго време.Като корпус за капсуловане и разсейване на топлината често се използва метална мед или алуминий с висока топлопроводимост, а при необходимост се проектират конструкции с водно охлаждане върху метално капсуловане.Фибролазерите се снаждат, за да се постигне свързване на оптични устройства.За да могат лазерите да постигнат по-високи спецификации на мощността, висококачественото снаждане на влакна е много важно.По време на сливането на влакната неизбежно възникват загуби, които натрупват светлина и топлина по време на работа на лазера, което може да доведе до влошаване на качеството на лъча или повреда на оптиката.Guanghui Laser възприема уникална технология за термично управление на точката на заваряване, за да преодолее техническите проблеми на термичния баланс с висока мощност и чрез пълна оптимизация на симулацията на термичното управление и иновативен дизайн на водно охлаждане може да осигури дългосрочна стабилна работа на лазера.