Sklopnik optičnih vlaken je konektorska naprava za optična vlakna, ki s tehnologijo natančnega spajanja vlaken omogoča, da izhod optične energije oddajnega vlakna doseže največjo možno povezavo s sprejemnim vlaknom in tako, da zaradi njegovega posega v optično pot in vpliv na sistem je čim manjši.Fiber combiner je pomembna komponenta v sistemu fiber laser, njegova kakovost pa ne le neposredno določa moč fiber laserja in kakovost žarka, ampak tudi pomembno zagotovilo za varno in stabilno delovanje laserja.
Razvrstitev povezovalnikov optičnih vlaken
Glede na klasifikacijo uporabljenih funkcij lahko združevalce optičnih vlaken razdelimo v dve kategoriji: združevalce z močjo in združevalce s črpalko.
(1) Kombinator črpalke je namenjen predvsem večkanalnemu črpanju fotosintetičnega žarka v izhod iz optičnih vlaken, ki se uporablja predvsem za povečanje moči črpalke.
(2) Kombinator močnostnega žarka združuje večkanalni enomodni laserski žarek v optično vlakno za izhod, ki se uporablja za izboljšanje izhodne moči laserja.
Črpalka za združevanje
Kombinator močnega žarka
Odvisno od klasifikacije sestave lahko snope vlaken razdelimo v dve kategoriji: snope vlaken N×1, ki ne vsebujejo signalnih vlaken, in (N+1) ×1 snope vlaken, ki vsebujejo signalna vlakna.V nasprotju s snopom vlaken N×1 je optično vlakno v središču snopa vlaken (N+1) ×1 signalno vlakno.Med postopkom izdelave mora biti N vlaken tesno in simetrično razporejenih okoli signalnega vlakna, signalno vlakno na sredini pa se uporablja za vnos signalne svetlobe.Kombinator žarka N × 1 ima kombiniralnik žarka moči in zbiralnik črpalke, funkcija razlike je odvisna od vrste vhodnega N-kanalnega vlakna, če je N-kanalno vlakno enomodno vlakno ali velikomodno vlakno, lahko biti neposredno povezan z N laserji.Uporablja se za povečanje izhodne moči laserja, to je združevalnika žarkov moči;Če je N-smerno vlakno večmodno vlakno, je priključeno na N virov črpalke, da se poveča moč črpalke laserja, to je kombiniralnik črpalke.
▲ N × 1 povezovalnik vlaken
(N+1) × 1 Beam Combiner sta obe črpalki za združevanje, ki se večinoma uporabljata v sistemih za ojačanje vlaken.Enomodovno vlakno na sredini svežnja je signalno vlakno za prenos signalne svetlobe, N-kanalno večmodno vlakno okoli njega pa je črpalno vlakno za prenos črpane svetlobe.Ta povezovalnik se običajno uporablja v strukturah MOPA.
▲ (N+1) ×1 povezovalnik optičnih vlaken
02
Stranske črpalke za združevanje in končne črpalke za združevanje
Središče stranskega črpalnega kombiniralnika je signalno vlakno, jedro vlakna je enomodni ali kvazienomodni valovod za oddajanje laserjev, perifernih šest vlaken pa je črpalno vlakno za črpanje svetlobe.Sedem vlaken je lepo razporejenih in stopljenih ter stanjšanih in spojenih z izhodnim dvojno prevlečenim vlaknom.
▲ Končna črpalka za združevanje z optičnimi vlakni
Snop s stransko črpalko se razlikuje od snopa s končno črpalko po tem, da se vlakno črpalke snopa s stransko črpalko potegne in namesti na ovoj signalnega vlakna, medtem ko se signalno vlakno ne stopi in stanjša.Zato je prenos signala združevalnika stranske črpalke načeloma boljši od združevalnika končne črpalke.
▲ Združevalec optičnih vlaken s stransko črpalko
03
Izdelava kombinatorjev žarkov
Osnovna struktura močnostnega povezovalnika v glavnem vključuje tri dele: vhodno vlakno, fuzijski konični snop vlaken in izhodno vlakno.
▲ Osnovna struktura močnostnega povezovalnika
Najprej, da bi bil snop vlaken dobro zvarjen z izhodnim vlaknom po taljenju in vlečenju stožca, je treba zahtevati, da je prečni prerez snopa vlaken krožen in da je vlakno črpalke tesno razporejeno v določen geometrijski način, običajno je vlakno tesno razporejeno v pozitivnem šesterokotniku.Med proizvodnim procesom se vhodni snop vlaken najprej dovaja, nato pa se vhodni snop vlaken snopa stopi in zalepi, da se oblikuje snop stožčastih vlaken, nato pa se stožčasti del snopa vlaken izreže in spoji s izhodno vlakno.Končno sta zasnovana ustrezna embalaža in toplotna struktura, ki zagotavljata, da lahko združevalec žarkov dolgo časa stabilno deluje.Kot ohišje za inkapsulacijo in odvajanje toplote se pogosto uporablja kovinski baker ali aluminij z visoko toplotno prevodnostjo, po potrebi pa se vodno hlajene konstrukcije oblikujejo na kovinski inkapsulaciji.Vlakneni laserji so spojeni, da dosežejo povezavo naprav z optičnimi vlakni.Da laserji dosegajo višje specifikacije moči, je zelo pomembno kakovostno spajanje vlaken.Med fuzijo vlaken neizogibno nastanejo izgube, ki akumulirajo svetlobo in toploto med delovanjem laserja, kar lahko povzroči poslabšanje kakovosti žarka ali poškodbo optike.Guanghui Laser uporablja edinstveno tehnologijo termičnega upravljanja zvarnih točk za premagovanje tehničnih težav visokozmogljivega toplotnega ravnovesja in s popolno optimizacijo simulacije toplotnega upravljanja in inovativno zasnovo vodnega hlajenja lahko zagotovi dolgoročno stabilno delovanje laserja.
Čas objave: 1. julij 2022