צרור סיבים אופטיים הוא מכשיר מחבר סיבים אופטיים, אשר באמצעות טכנולוגיית שחבור דיוק סיבים, כך שתפוקת הסיבים המשדרים של האנרגיה האופטית לצימוד המקסימלי לסיב הקולט, וכך עקב התערבותו בנתיב האופטי וה- ההשפעה על המערכת ממוזערת.משלב סיבים הוא מרכיב חשוב במערכת לייזר סיבים, איכותו לא רק קובעת ישירות את עוצמת הלייזר הסיבים ואת איכות הקרן, אלא גם ערובה חשובה לעבודתו הבטוחה והיציבה של הלייזר.
סיווג של צרורות סיבים אופטיים
על פי סיווג הפונקציות המשמשות, ניתן לחלק את צרורות סיבים אופטיים לשתי קטגוריות: צרורות כוח ומצרפי משאבות.
(1) משלב המשאבה מיועד בעיקר לשאוב קרן פוטוסינתטית רב-ערוצית לפלט סיב אופטי, המשמש בעיקר להגברת כוח המשאבה.
(2) משלב קרן הכוח מיועד לשלב את קרן הלייזר חד-ערוצית רב-ערוצית לסיב אופטי ליציאה, המשמש לשיפור הספק הפלט של הלייזר.
צרור משאבות
משלב קרני כוח
בהתאם לסיווג ההרכב, ניתן לחלק את צרורי הסיבים לשתי קטגוריות: צרורי סיבים N×1 שאינם מכילים סיבי אות, ו-(N+1) צרורי סיבי סיביות ×1 המכילים סיבי אות.שלא כמו צרור הסיבים N×1, הסיב האופטי במרכז צרור הסיבים (N+1) ×1 הוא סיב אות.במהלך תהליך הייצור, סיבים N חייבים להיות מסודרים בצורה הדוקה וסימטרית סביב סיב האות, וסיב האות באמצע משמש לכניסת אור האות.לשילוב אלומות N×1 יש גם משלב אלומת כוח וגם מצרף משאבה, תפקיד ההבדל תלוי בסוג סיב הקלט של ערוץ N, אם סיב הערוץ N הוא סיב חד-מוד או סיב שדה גדול, הוא יכול להיות מחובר ישירות ל-N לייזרים.משמש להגברת הספק הפלט של הלייזר, כלומר, משלב קרני הכוח;אם סיב ה-N-way הוא סיב רב-מודים, הוא מחובר למקורות משאבה N כדי להגביר את עוצמת המשאבה של הלייזר, כלומר משלב המשאבה.
▲ N×1 Fiber Bundle
(N+1) × 1 Beam Combiner הם שניהם מאגדים משאבות, המשמשים בעיקר במערכות הגברה של סיבים.הסיב החד-מודד באמצע הבונדלר הוא סיב אות להעברת אור האות, וסיב ה-N-channel multimode סביבו הוא סיב משאבה להעברת אור שאוב.צרור זה נמצא בשימוש נפוץ במבני MOPA.
▲ (N+1) ×1 צרור סיבים אופטיים
02
צרורות משאבות צד וצרורות משאבות קצה
מרכז משלב המשאבה הצדדית הוא סיב האותות, ליבת הסיבים היא מוליך גל חד-מוד או מעין-יחיד להעברת לייזרים, וששת הסיבים ההיקפיים הם סיבי משאבה לשאיבת אור.שבעת הסיבים מסודרים בצורה מסודרת ומומסים ומדללים ומחוברים עם סיב הפלט כפול.
▲ צרור סיבים אופטיים משאבת קצה
צרור המשאבה הצדדית שונה מצרור המשאבה הקצה בכך שסיבי המשאבה של צרור המשאבה הצדדיים נמשכים ומותאמים למעטפת סיב האות, בעוד שסיבי האות אינו נמס ומדולל.לכן, העברת אותות משלבת משאבת הצד טובה יותר מצרור משאבת הקצה באופן עקרוני.
▲ צרור סיבים אופטיים משאבת צד
03
ייצור משלבי קורות
המבנה הבסיסי של צרור הכוח כולל בעיקר שלושה חלקים: סיב קלט, צרור סיבים חרוטי פיוז'ן וסיב פלט.
▲ המבנה הבסיסי של צרור הכוח
קודם כל, על מנת שצרור הסיבים יהיה מרותך היטב עם סיב הפלט לאחר ההמסה ומשיכת החרוט, יש לדרוש שהחתך של צרור הסיבים יהיה עגול, וסיבי המשאבה מסודרים בצורה הדוקה ב-. בדרך גיאומטרית מסוימת, בדרך כלל הסיב מסודר בחוזקה בצורה משושה חיובית.במהלך תהליך הייצור, צרור סיבי הקלט מוזן תחילה, ולאחר מכן צרור סיבי הקלט של הצרור מומס ומודבק ליצירת צרור סיבי חרוט, ולאחר מכן חלק המותניים של צרור סיבי החרוט נחתך ומחובר עם סיב פלט.לבסוף, חבילה מתאימה ומבנה תרמי מתוכנן להבטיח שמשלב הקורות יכול לפעול ביציבות לאורך זמן.מתכת נחושת או אלומיניום עם מוליכות תרמית גבוהה משמשת לעתים קרובות כבית למעטה ופיזור חום, ובמידת הצורך, מבנים מקוררים במים מתוכננים על מעטפת מתכת.לייזרים סיבים משולבים כדי להשיג חיבור של התקני סיבים אופטיים.על מנת שלייזרים ישיגו מפרטי הספק גבוהים יותר, חיבור סיבים איכותי חשוב מאוד.במהלך היתוך סיבים, נוצרים בהכרח הפסדים שצוברים אור וחום במהלך פעולת הלייזר, מה שעלול להוביל לפגיעה באיכות הקרן או לפגיעה באופטיקה.Guanghui Laser מאמץ טכנולוגיית ניהול תרמית ייחודית של נקודת ריתוך כדי להתגבר על הבעיות הטכניות של איזון תרמי בעוצמה גבוהה, ובאמצעות אופטימיזציה מלאה של הדמיית ניהול תרמי ועיצוב חדשני של קירור מים, הוא יכול להבטיח את הפעולה היציבה לטווח ארוך של הלייזר.
זמן פרסום: יולי-01-2022