光纖原理
光纖,是待測光信號與光譜儀間的重要橋樑。在我們光信號的捕捉過程中,扮演著重要角色。因此,如何選擇一根合適的光纖尤為重要。
- 產品說明 (點擊展開觀看)
-
光纖是光導纖維的簡稱,其核心部分由圓柱形玻璃纖芯和包層構成,最外層是一種彈性耐磨的護套保護層。纖芯的粗細、纖芯的折射率n1和包層的折射率n2,對光纖的傳光特性有決定性的影響。
根據Snell定律,當光從一種介質進入另一種介質時,傳播方向會發生改變,且滿足下式:
n1sinα1=n2sinα2,
其中α1為入射角,α2為折射角。 n1為第一種介質的折射率,n2為第二種介質的折射率。
當α2=90°時,光線不再進入第二種介質,當入射角再增大時,光能量將全部返回第一種介質,這種現象稱為全反射。光在光纖中就是以全反射的形式傳播的,正因如此,在製作光纖時,必須使得纖芯材料的折射率大於包層的折射率。一根小小的光纖,不僅包含了多種結構和種類,還有更多值得探索的知識。
數值孔徑NA
光纖的數值孔徑NA是表示光纖收光能力的一個物理量,決定了光纖可接收或發射角度的大小範圍。
其中n為光在空氣中的折射率,αmax為收光角的半角,n1為纖芯的折射率,n2為包層的折射率。
海洋光學大多數光纖的數值孔徑NA都為0.22(如下表所示),若光纖處於真空或空氣中,光纖的發散半角即全反射角為αmax=12.7°(全角大約25.4°)。
波段範圍
不同的波段範圍對應不同的纖芯材料,海洋光學的光纖波段可覆蓋總範圍為180-6000 nm。下圖為海洋光學光纖及適用波段範圍對照表。
外包材
外包材對光纖主要起保護作用,在實際應用中,我們需要根據不同的測試環境來選擇不同的光纖外包材料。海洋光學光纖外包材有矽膠、PVC、不銹鋼等材質可定制選擇。
彎曲半徑
光纖的彎曲半徑分為動態彎曲半徑與靜態彎曲半徑。海洋光學的光纖動態彎曲半徑一般不得小於外徑的200倍。靜態彎曲半徑一般不得小於外徑的400倍。
LTBR(靜態彎曲半徑):存放條件下的最小彎曲半徑
STBR(動態彎曲半徑):使用或者操作時的最小彎曲半徑
海洋光學分叉光纖有Splitter及BIF兩款。 Splitter分叉光纖由三根光纖組成一邊兩根光纖,一邊一根光纖,中間由耦合器連接。 BIF光纖由兩根光纖組成。公共端為兩根光線並列的光纖,另一端是兩根光纖分為兩路,兩輸出端的光纖長度可一致也可不一致。