Bộ kết hợp sợi quang

Bộ bó sợi quang là một thiết bị kết nối sợi quang, thông qua công nghệ nối sợi chính xác, sao cho đầu ra sợi truyền của năng lượng quang đến khớp nối tối đa với sợi nhận, và do đó do sự can thiệp của nó vào đường dẫn quang và tác động lên hệ thống được giảm thiểu.Bộ kết hợp sợi quang là một thành phần quan trọng trong hệ thống laser sợi quang, chất lượng của nó không chỉ quyết định trực tiếp đến công suất của laser sợi quang và chất lượng của chùm tia, mà còn là một đảm bảo quan trọng cho hoạt động an toàn và ổn định của laser.

Phân loại bó sợi quang

Theo phân loại các chức năng được sử dụng, bó sợi quang có thể được chia thành hai loại: bó nguồn và bó bơm.

(1) Bộ kết hợp bơm chủ yếu để bơm chùm quang hợp đa kênh vào đầu ra sợi quang, chủ yếu được sử dụng để tăng công suất bơm.

(2) Bộ kết hợp chùm tia công suất là kết hợp chùm tia laze đơn mode đa kênh thành một sợi quang để xuất ra, dùng để cải thiện công suất đầu ra của tia laze.

máy bơm bó

Bộ kết hợp chùm tia năng lượng

Tùy thuộc vào phân loại thành phần, bộ bó sợi có thể được chia thành hai loại: bộ bó sợi N×1 không chứa sợi tín hiệu và bộ bó sợi (N+1)×1 có chứa sợi tín hiệu.Không giống như bộ bó sợi quang N×1, sợi quang ở trung tâm của bộ bó sợi quang (N+1)×1 là sợi tín hiệu.Trong quá trình chế tạo, N sợi quang phải được bố trí chặt chẽ và đối xứng xung quanh sợi tín hiệu, sợi tín hiệu ở giữa được sử dụng cho đầu vào của đèn tín hiệu.Bộ kết hợp chùm tia N×1 có cả bộ kết hợp chùm tia công suất và bộ gộp bơm, chức năng của sự khác biệt phụ thuộc vào loại sợi quang đầu vào kênh N, nếu sợi quang kênh N là sợi quang đơn mode hoặc sợi quang trường mode lớn, nó có thể được kết nối trực tiếp với N tia laser.Được sử dụng để tăng công suất đầu ra của tia laser, nghĩa là bộ kết hợp chùm tia năng lượng;Nếu sợi N-way là sợi đa mode, thì nó được kết nối với N nguồn bơm để tăng công suất bơm của tia laser, tức là bộ kết hợp bơm.

▲ Bộ gói sợi quang N×1
Bộ kết hợp chùm tia (N+1) × 1 đều là bộ kết hợp bơm, chủ yếu được sử dụng trong các hệ thống khuếch đại sợi quang.Sợi đơn mode ở giữa bó là sợi tín hiệu để truyền ánh sáng tín hiệu và sợi đa mode kênh N xung quanh nó là sợi bơm để truyền ánh sáng được bơm.Gói này thường được sử dụng trong các cấu trúc MOPA.

▲ (N+1)×1 bộ bó sợi quang

02

Gói máy bơm bên và máy bơm cuối

Trung tâm của bộ kết hợp bơm bên là sợi tín hiệu, lõi sợi quang là ống dẫn sóng đơn mode hoặc gần như đơn mode để truyền laser và sáu sợi ngoại vi là sợi bơm để bơm ánh sáng.Bảy sợi được sắp xếp gọn gàng, nấu chảy và làm mỏng và nối với sợi kép đầu ra.

▲ Máy bó sợi quang máy bơm đầu cuối

Gói bơm bên khác với gói bơm cuối ở chỗ sợi bơm của gói bơm bên được kéo và lắp vào đường bao của sợi tín hiệu, trong khi sợi tín hiệu không bị nóng chảy và làm mỏng.Do đó, về nguyên tắc, việc truyền tín hiệu của bộ kết hợp bơm bên tốt hơn so với bộ kết hợp bơm cuối.

▲ Bộ bó sợi quang bơm bên

03

Sản xuất tổ hợp dầm

Cấu trúc cơ bản của bộ cấp nguồn chủ yếu bao gồm ba phần: sợi đầu vào, bó sợi hình nón tổng hợp và sợi đầu ra.

▲ Cấu trúc cơ bản của bộ nguồn

Trước hết, để bó sợi được hàn tốt với sợi đầu ra sau khi nấu chảy và kéo hình nón, yêu cầu mặt cắt ngang của bó sợi phải là hình tròn và sợi bơm được sắp xếp chặt chẽ trong một cách hình học nhất định, thông thường sợi được sắp xếp chặt chẽ theo kiểu lục giác dương.Trong quá trình sản xuất, đầu tiên bó sợi đầu vào được cho ăn, sau đó bó sợi đầu vào của bó được nấu chảy và dán lại để tạo thành bó sợi hình nón, sau đó phần eo hình nón của bó sợi hình nón được cắt và ghép với nhau. sợi đầu ra.Cuối cùng, một gói phù hợp và cấu trúc nhiệt được thiết kế để đảm bảo rằng bộ kết hợp chùm tia có thể hoạt động ổn định trong một thời gian dài.Kim loại đồng hoặc nhôm có tính dẫn nhiệt cao thường được sử dụng làm vỏ bọc và tản nhiệt, và nếu cần thiết, các cấu trúc làm mát bằng nước được thiết kế trên vỏ bọc kim loại.Laser sợi quang được ghép nối để đạt được kết nối của các thiết bị sợi quang.Để laser đạt được thông số kỹ thuật công suất cao hơn, việc nối sợi quang chất lượng cao là rất quan trọng.Trong quá trình hợp nhất các sợi quang, chắc chắn sẽ xảy ra tổn thất làm tích tụ ánh sáng và nhiệt trong quá trình hoạt động của laser, điều này có thể dẫn đến suy giảm chất lượng chùm tia hoặc làm hỏng hệ thống quang học.Guanghui Laser áp dụng công nghệ quản lý nhiệt điểm hàn độc đáo để khắc phục các vấn đề kỹ thuật về cân bằng nhiệt năng lượng cao, và thông qua tối ưu hóa mô phỏng quản lý nhiệt đầy đủ và thiết kế làm mát bằng nước sáng tạo, nó có thể đảm bảo hoạt động ổn định lâu dài của laser.