Zväzovač optických vlákien je konektorové zariadenie z optických vlákien, ktoré prostredníctvom technológie presného spájania vlákien tak, aby sa výstup optického vlákna pri prenose optickej energie maximálne spájal s prijímacím vláknom, a aby sa vďaka jeho zásahu do optickej dráhy a dopad na systém je minimalizovaný.Zlučovač vlákien je dôležitou súčasťou vláknového laserového systému, jeho kvalita nielen priamo určuje výkon vláknového lasera a kvalitu lúča, ale je aj dôležitou zárukou bezpečnej a stabilnej práce lasera.
Klasifikácia zväzkov optických vlákien
Podľa klasifikácie použitých funkcií možno zväzky optických vlákien rozdeliť do dvoch kategórií: zväzky energie a zväzky čerpadiel.
(1) Kombinátor pumpy slúži hlavne na viackanálový pumpovací fotosyntetický lúč do výstupu optického vlákna, ktorý sa používa hlavne na zvýšenie výkonu pumpy.
(2) Kombinátor výkonového lúča má kombinovať viackanálový laserový lúč s jedným režimom do optického vlákna na výstup, ktorý sa používa na zlepšenie výstupného výkonu lasera.
Zväzovač čerpadiel
Zlučovač výkonového lúča
V závislosti od klasifikácie zloženia možno zväzky vlákien rozdeliť do dvoch kategórií: zväzky vlákien N×1, ktoré neobsahujú signálne vlákna, a (N+1) ×1 zväzky vlákien, ktoré obsahujú signálne vlákna.Na rozdiel od zväzku vlákien N × 1 je optické vlákno v strede zväzku vlákien (N + 1) × 1 signálové vlákno.Počas výrobného procesu musí byť okolo signálneho vlákna tesne a symetricky usporiadaných N vlákien a signálne vlákno v strede sa používa na vstup signálneho svetla.Zlučovač lúčov N × 1 má zlučovač výkonového lúča aj zväzok čerpadiel, funkcia rozdielu závisí od typu vstupného vlákna N-kanála, ak je vlákno N-kanála jednovidové vlákno alebo veľkomódové poľné vlákno, môže byť priamo napojené na N lasery.Používa sa na zvýšenie výstupného výkonu lasera, to znamená zlučovača výkonového lúča;Ak je vlákno N-cestné multimódové vlákno, je pripojené k zdrojom N pumpy, aby sa zvýšil výkon pumpy lasera, teda zlučovača pumpy.
▲ Zväzovač vlákien N×1
(N+1) × 1 Beam Combiner sú oba zväzky čerpadiel, ktoré sa používajú hlavne v systémoch zosilňovania vlákien.Jednovidové vlákno v strede zväzku je signálne vlákno na prenos signálneho svetla a N-kanálové multimódové vlákno okolo neho je čerpadlové vlákno na prenos čerpaného svetla.Tento zväzkovač sa bežne používa v štruktúrach MOPA.
▲ (N+1) ×1 zväzok optických vlákien
02
Zväzovače bočných čerpadiel a koncové čerpadlá
Stred bočného zlučovača pumpy je signálne vlákno, jadro vlákna je jednovidový alebo kvázi jednovidový vlnovod na vysielanie laserov a periférnych šesť vlákien sú vlákna pumpy na čerpanie svetla.Sedem vlákien je úhľadne usporiadaných a roztavených a stenčených a spojených s výstupným dvojitým plášťom vlákna.
▲ Zväzovač koncových čerpadiel Zväzovač optických vlákien
Bočný čerpací zväzok sa líši od koncového čerpacieho zväzku tým, že čerpadlové vlákno bočného čerpacieho zväzku je ťahané a pripevnené k obalu signálneho vlákna, zatiaľ čo signálne vlákno nie je roztavené a stenčené.Preto je prenos signálu zlučovača bočných čerpadiel v princípe lepší ako zväzok koncového čerpadla.
▲ Zväzovač optických vlákien bočnej pumpy
03
Výroba zlučovačov lúčov
Základná štruktúra napájacieho zväzku obsahuje predovšetkým tri časti: vstupné vlákno, zväzok fúznych kužeľových vlákien a výstupné vlákno.
▲ Základná štruktúra napájacieho zväzku
V prvom rade, aby bol zväzok vlákien po natavení a vytiahnutí kužeľa dobre zvarený s výstupným vláknom, je potrebné vyžadovať, aby prierez zväzku vlákien bol kruhový a vlákno čerpadla bolo tesne usporiadané v určitým geometrickým spôsobom, zvyčajne je vlákno tesne usporiadané pozitívnym šesťuholníkovým spôsobom.Počas výrobného procesu sa vstupný zväzok vlákien najprv privedie a potom sa vstupný zväzok vlákien zväzku roztaví a zlepí páskou, aby sa vytvoril zväzok kužeľových vlákien, a potom sa kužeľová pásová časť zväzku kužeľových vlákien odreže a spojí výstupné vlákno.Nakoniec je navrhnutý vhodný obal a tepelná štruktúra, aby sa zabezpečilo, že zlučovač lúčov môže pracovať stabilne po dlhú dobu.Ako puzdro na zapuzdrenie a odvod tepla sa často používa kovová meď alebo hliník s vysokou tepelnou vodivosťou, v prípade potreby sa na kovovom zapuzdrení navrhujú vodou chladené konštrukcie.Vláknové lasery sú spojené, aby sa dosiahlo spojenie zariadení s optickými vláknami.Aby lasery dosahovali vyššie výkonové špecifikácie, je veľmi dôležité kvalitné spájanie vlákien.Pri spájaní vlákien nevyhnutne vznikajú straty, ktoré akumulujú svetlo a teplo počas prevádzky lasera, čo môže viesť k zhoršeniu kvality lúča alebo poškodeniu optiky.Guanghui Laser využíva jedinečnú technológiu tepelného manažmentu zvarových bodov na prekonanie technických problémov vysokovýkonnej tepelnej rovnováhy a prostredníctvom optimalizácie simulácie úplnej tepelnej správy a inovatívneho dizajnu vodného chladenia môže zabezpečiť dlhodobú stabilnú prevádzku lasera.
Čas odoslania: júl-01-2022