光纤技术-医疗器械网

光纤技术

来源：北京爱蛙科技有限公司分类：前瞻 2024-02-06 08:00:06 2阅读次数

海洋光学光纤与光谱仪连接，用于收集和导光。想了解更多关于光纤的工作原理和特性吗? 整理了一些有用的信息以节省您的时间，并确保您可以为应用选择正确类型的光纤。

一、光纤衰减

为了达到最佳的系统性能，在您光谱仪覆盖的范围内选择全波段传输良好的光纤至关重要。这将最大限度地减少光纤耦合造成的光损失，并减少某些波长对光的衰减。当在紫外线波段工作时，特别是在300 nm以下，使用抗老化光纤很重要的，因为随着时间的推移，其他光纤在这些波长下的透光性会降低(这种效应被称为曝光过度)。

请看下面的衰减频谱，找到最适合您的应用的光纤，或联系我们的应用程序工程师给您指导。请注意1dB相当于光在传输过程中约21%的损失。

二、认识海洋光纤

海洋光学的光纤和探头以三种方式清晰标记，以便您可以确定型号、光纤芯径及其最佳效率的波长范围。

防护罩颜色

该部件的底色让您可以了解光纤的类型和光纤的最有效波长范围。

套环颜色

光纤上附带的套环颜色可以辨认光纤的芯径。

三、光纤外包装

光纤的外包材设计目的是保护光纤并提供应力缓解，我们有很多种外包材可选，请告诉我们您光纤使用的环境和应用，我们将帮助您为光纤选择最佳的护套材料。

四、弯曲半径及工程规格

由于纤芯和包层之间的折射率变化，光纤的工作原理是将光传输到光纤纤芯下方，然后应用一层或多层的柔性缓冲材料，以提高柔韧性并保护纤芯/包层。即使有这种额外的涂层，光纤的弯曲半径仍然存在限制，而不会容易出现可能导致微观断裂。

LTBR (长时间弯曲半径): 存放条件下的最小弯曲半径
STBR (短时间弯曲半径): 使用或操作时的最小弯曲半径

机械参数: VIS/NIR, UV/VIS, SR 光纤

机械: XSR 光纤

机械参数: 单模光纤

五、数值孔径NA

使用光纤对光进行传导就是为了减少光传播过程中的能量损耗，光在光纤内部表现为全反射。光在经过两种折射率不同的介质分界面时会发生折射，光的传播方向会发生变化。根据Snell定律，光在两种不同物质之间的反射角度可以根据两种材料的折射率进行计算。当入射光以90°角入射到一种物质表面时，光束透射到另一种材料的透过率最大，而发生在第一种物质表面的反射最少。随着入射角越来越接近该材料的全反射角，相应的反射率也会增大。光纤的原理就是利用两种材料的全反射原理，使得光在纤芯中实现接近100%的反射，而透射为0%。（下图为光纤传导光的原理示意图）

根据Snell定律可推得公式如下：

等式左边即为数值孔径NA，它决定了光纤可接收或发射的角度范围。其中n为光纤端面外的介质折射率，θmax 为收光角的半角，等式右边n1为光纤芯径的折射率，n2为光纤芯包层的折射率。

绝大多数海洋光学的光纤数值孔径为0.22（如图）。如果光纤是出于真空或空气中，光纤的发散半角即全反射角θmax为12.7° （全角约25°），而在光纤断面的发散半角或者整个光的轨线都是覆盖在以光纤纤芯为中心的±12.7°范围内，而光在纤芯中都是以全反射的形式传播的。

海洋光学提供多种类型光纤可选，每一种光纤对应不同的数值孔径，比起使用小数值孔径的光纤，大数值孔径的光纤可以接收到更多的光，另外我们还必须注意终端收光系统，需要确保大数值孔径的输入广能被尽量多的接收到。光学传感中，我们需要尽可能地将系统中传输的光耦合到检测器中，因此选择合适的光纤、检测器就尤为重要了。下表为各类型光纤的数值孔径和发散角参数：