Método de acoplamento entre laser e fibra óptica

Método de acoplamento entre laser e fibra óptica

O acoplamento a laser e fibra também é chamado de laser acoplado a fibra , que é usado para fabricação de placas de PCB, exposição ao LDI, excitação de fluorescência, detecção biológica, soldagem, impressão 3D e outros propósitos. Os métodos de acoplamento de lasers de semicondutores e fibras ópticas podem ser divididas em duas categorias: acoplamento direto e acoplamento do grupo de lentes ópticas.

A seguir, é apresentada uma introdução detalhada a esses dois métodos de acoplamento diferentes:

1. Método de acoplamento direto

A. Acoplamento direto de fibra:

Este método é alinhar a extremidade de saída do laser diretamente com a extremidade de entrada do núcleo da fibra. Geralmente, é necessário um dispositivo de alinhamento preciso para garantir o alinhamento preciso entre os dois. É adequado para lasers de baixa potência e distâncias de acoplamento mais curtas.

Vantagens: estrutura simples, tamanho pequeno e baixo custo.

Desadvantagens: o alinhamento é difícil, a eficiência do acoplamento é bastante afetada pela precisão do alinhamento e pelo comprimento de onda do laser e é facilmente afetado pela vibração mecânica e mudanças de temperatura.

B. Acoplamento direto de microlens de fibra óptica:

Um microlens é integrado no final da fibra óptica para focar o feixe de saída do laser no núcleo da fibra óptica. Os microlenses podem ser uma lente esférica ou uma lente asférica, que otimiza efetivamente a qualidade do feixe e melhora a eficiência do acoplamento, como acoplar diretamente o diodo do laser à saída de pigtail.

Vantagens: A eficiência do acoplamento é aprimorada e os requisitos de precisão do alinhamento são relativamente baixos.

Desvantagens: O custo de fabricação da fibra óptica do Microlens é alto e pode introduzir perdas ópticas adicionais.

2. Método de acoplamento do grupo de lentes ópticas

A. acoplamento de lente única:

Use uma única lente para focar o feixe de laser na extremidade de entrada da fibra óptica.

A escolha da lente (como distância focal, abertura numérica) tem uma influência importante na eficiência do acoplamento.

Vantagens: a estrutura é relativamente simples e fácil de implementar.

Desvantagens: A eficiência do acoplamento pode não ser tão boa quanto a do sistema de várias lentes, e os requisitos de qualidade óptica da lente são mais altos.

B. Acoplamento de lentes duplas (sistema 4F):

O sistema óptico 4F consiste em duas lentes. A primeira lente concentra o feixe de laser em um plano de imagem intermediário, e a segunda lente concentra o feixe deste plano de imagem na extremidade de entrada da fibra óptica. Essa configuração pode fornecer maior eficiência de acoplamento e melhor compressão do feixe a laser, que é adequado para alguns lasers industriais para gravar e cortar.

Vantagens: alta eficiência de acoplamento, boa qualidade do feixe de laser, bom efeito de compressão à vista e alinhamento relativamente fácil do sistema.

Desvantagens: aumento da complexidade do sistema e custo relativamente alto.

3. Acoplamento de várias lentes:

Use várias combinações de lentes para otimizar a transmissão e o acoplamento de vigas a laser, que podem incluir polarização, colimação, matrizes de lentes de compressão e outros elementos ópticos, como modeladores de feixe, corretores de frente para frente, etc.

Vantagens: Um sistema de fibra acoplado altamente otimizado pode ser projetado conforme necessário, adequado para aplicações exigentes.

Desvantagens: o sistema é complexo, caro e difícil de projetar e alinhar.

Ao escolher um método de acoplamento, você pode fazer sua seleção com base na potência do laser, comprimento de onda do laser, diâmetro do núcleo de fibra, eficiência de acoplamento, estabilidade de energia, método de saída e requisitos econômicos do laser acoplado a fibra. Se você tiver outras perguntas, não hesite em se comunicar conosco.