Thorlabs reflekterande fiberkollimator är baserad på en 90° off-axis paraboloid (OAP) spegel med konstant brännvidd över ett brett våglängdsområde och är idealisk för användning i system som kräver kollimering av flera våglängder.
Den reflekterande kollimatorn finns i tre höljesdesigner, alla kompatibla med fiberjumpers med FC/PC-, FC/APC- eller SMA-kontakter.
Grunderna i en OAP-reflektor
OAP-reflektorn (Off-Axis Parabolic) är en del av sin moderparaboliska reflektor.
Off-axis betyder att de två optiska axlarna är parallella men inte sammanfallande.
Fokusaxeln passerar genom fokusets och OAP-reflektorns centrum,och avståndet mellan dessa två punkter kallas den reflekterade brännvidden(RFL).
Vinkeln mellan fokuseringsaxeln och den optiska axeln är vinkeln utanför axeln,vilket är 90 grader här.
Fast kollimator
Fasta fiberkollimatorer ger två metallfilmer med hög reflektivitet: -F01 UV-förstärkt aluminiumfilm och -P01 silverfilm med skyddande lager, vilka ärrekommenderas för single-mode och multi-mode fiberkollimering ochtillämpningar för multimodfiberkoppling.
Beroende på den kollimerade stråldiametern (för 0,13 NA-fiber) kan de varauppdelad i följande fyra serier:
De fyra bilderna ovan är RC02FC-P01, RC04FC-P01, RC08APC-P01 ochRC12SMA-P01 respektive.
Därför kan vi, enligt produktmodellen, känna till de viktigaste parametrarnaför varje reflekterande kollimator, inklusive kollimerad stråldiameter, fiberkontakt och beläggning.
Kollimatorerna RC02, RC04 och RC08 är kompatibla med internt SM05-gängade fästen, medan RC12-kollimatorn är kompatibel med internt SM1-gängade fästen.
Dessutom kan RC02-kollimatorn ändmonteras direkt i en Ø1/2"kinematisk montering, medan RC02, RC04 och RC08 kan ändmonteras direkti ett Ø1" kinematiskt fäste (efter att först ha lossat den räfflade ringen på den friarymdhamn);
Montering med kinematisk montering underlättar stråljustering vid fiberkopplingkrävs.
Liten kollimator
Den lilla kollimatorn uppnår en smalare design genom att ha reflektorn imotsatt riktning mot framsidan. Den kan delas in i två serier enligtbrännvidden: RCR25x-P01 och RCR50x-P01, med reflektionsbrännvidderpå 25,4 respektive 50,8 mm; x:et i modellnumret är fibernkontakttyp, som kan ersättas med P, A och S för att representera FC/PC,FC/APC- respektive SMA-kontakter.
Små kollimatorer kan monteras direkt i Ø1/2" linsrörsfästen, t.ex.som SM05RC(/M) släpring och SM05TC klämma.
Om justering av lutning/giring krävs kan de monteras i en Ø1" kinematiskmontera med SM1A60-adaptern.
Den lilla kollimatorn kan också integreras direkt i en 16 mm bursystem med hjälp av en SP3-burplatta eller SC6W-burkub, eller i en 30 mmbursystem med en SM1A60-adapter och en C4W-burkub.
Justerbar kollimator
Justerbara kollimatorer kan justera avståndet från fibern till OAP-spegeln för att optimera kollimeringen av varje fiber eller för att koppla ljus till singlemode- eller multimodefibrer.
När den ritade linjen är i linje med symbolen ∞, är avståndet från fiberntill OAP-reflektorn är lika med RFL, och kollimatorn matar ut enkollimerad stråle (ovan).
När den ritade linjen avviker från symbolen ∞, matar kollimatorn ut endivergent eller konvergerande stråle, och det maximala avståndet från dess fokus tillReflektorns centrum är -2,2 m respektive 0,15 m, som visas i bildenföljande två siffror.
När konjugatförhållandet är lika med oändligheten kan OAP-speglar uppnådiffraktionsbegränsad avbildning.
Som visas i figuren nedan finns det också två justerbara reflekterande kollimatorermycket lämplig för långdistanskoppling, så att det mellanliggande fria utrymmetstrålen kan styras med andra optiska element, vilket är mycket användbart iapplikationer för långdistanskommunikation.
Den justerbara kollimatorn RCF15x-P01 kan monteras i en SM1RC(/M)-hållarering- eller SM1TC-hylsklämma med hjälp av den svarta delen.
För justering av pitch/yaw rekommenderas att använda ett Polaris-fäste, t.ex.det kinematiska fästet POLARIS-K2 eller POLARIS-K2VS2L Ø2" med AD2Tadapter; det kinematiska fästet POLARIS-K2T SM2-gängat med SM2A21adapter; eller POLARIS-K15XY 5-axlig kinematisk montering med SM1L03linsrör och SM1A68-adapter.
Den fria änden av det justerbara kollimatorhuset är gängad medinterna SM05- och externa SM1-gängor.
Exempel på montering av kollimatornvisas i följande två figurer.
Enkelmodsfiberkollimering
Vid kollimering av singlemodefibrer producerar dessa reflekterande kollimatorer breda-midja, balkar med låg divergens.
Den totala divergensen för en kollimerad stråle (i grader) kan approximerasmed fibermodfältets diameter (MFD) och reflektorns brännvidd (RFL):
Diametern 1/e² för en kollimerad stråle är ungefär:
Till exempel, med hjälp av den lilla kollimatorn RCR25A-P01 för att kollimera P3-630A-FC-1 single-mode fiber, vid en våglängd på λ = 633 nm, är MFD 4,3µm.
Ovanstående två ekvationer visar att divergensvinkeln är 0,01 grader, och stråldiametern är 4,8 mm.
Multimodfiberkollimering
Den totala divergensvinkeln för en kollimerad stråle är ungefär:
Den kollimerade strålens diameter är ungefär:
Utgången från multimodfiber är vanligtvis inte väl kollimerad.
Enligt ovanstående formel påverkas stråldiametern huvudsakligen av NAi en position nära OAP-reflektorn, men allt eftersom strålen fortplantar sig,Kärndiameterns inverkan blir alltmer uppenbar.
För den ovan nämnda fasta kollimatorn är den kollimerade stråldiameternberäknat med 2NA*RFL, vilket är större än 1/e² stråldiameter.
När man väljer en fast kollimator kan brännvidden härledas frånerforderlig balkdiameter för att bestämma lämplig modell.
Det finns två viktiga begränsningar för kollimering av multimodfibrer.
För det första har de flesta multimodfibrer en mycket divergerande utgångsstråle som kanblockerad av höljet innan den når OAP-reflektorn, så fibern NAfår inte överstiga ett visst värde; se föregående tabell för mer information.
För det andra är divergensen hos den kollimerade strålen relaterad till kärnandiameter; när kärndiametern ökar, ökar det maximala NA som stöds avkollimatorn minskar.
Om den kollimerade stråldiametern överstiger den fria aperturen, utsignalenstrålen kommer att blockeras av höljet.
Båda dessa situationer kan leda till minskad strålkvalitet.
Dessutom kan OAP-reflektorer bara perfekt kollimera punktkällor vidbrännpunkt.
Ju större punktkällans avvikelse från den optiska axeln är, eller destoJu större multimodkärnans diameter, desto större är distorsionen hos den kollimeradestrålen; att öka reflektionens brännvidd eller våglängd kan minskadistorsion.
Publiceringstid: 5 november 2024
