浅析一下光纤准直器封装材料

  光通讯技术已经改变了我们的生活,让信息飞速地传播。在光通信网络中,波分复用器、光开关、环形器和隔离器等模块应用非常广泛,而在这些器件的光路中,为了保证光束的最大传输和耦合效率,对光束的准直特性要求非常高,这样就引入了光纤准直器。

  光纤准直器(fiber collimators)主要指使从光纤中出来的光准直的一种器件,或者将准直后的光发射到光纤中。

  根据需求和应用场景,可以选择单模或多模光纤,也可以是保偏光纤,光纤数目有单纤、双纤和四纤可选。封装可使用玻璃管、不锈钢管、镀金管等材料。

  AR薄膜的通带带宽需要覆盖通过的光束的波长,目的是减少光在各界面间传输时,其端面处由于折射率不匹配引起的反射损耗。

  Pigtail和透镜之间还存在一个空气间隙,该间隙对于整个准直器来讲,非常重要且敏感。对于一个材料参数固定的准直器来说,可以通过使用精确的仪器来调节空气间隙的大小,然后调整最后出射光束的参数。

  透镜是对光束进行变换的关键部位,使用较多的是定折射率透镜(C-lens)和自聚焦透镜(G-lens)。构成C-lens的材料折射率是定值,所以C-lens主要通过球面的曲率对光束进行折射,从而使光束准直或者聚焦。而G-lens的折射率,是以其轴为中心,在径向上逐渐变化的,折射率变化的快慢程度使用“自聚焦常数()”来表征,光束在其中会连续折射,从而对光束进行变化,这也是G-lens为什么不需要C-lens那样的球面的原因。

  光纤准直器可将光束准直、扩束,同时也可以将光束聚焦为一定尺寸大小的光斑,从而让光束更方便地通过特定的光学元件,或者更高效地进行耦合。直接从光纤出射的光束相比于经过准直器的光束有更大的发散角,会导致更多的光能量损失,所以不利于传输和耦合。而两端使用光纤准直器后,明显提升了其传输和耦合效率。

  1、一种是可以直接与裸光纤接触的准直器。这是便宜和简便的方法,但是这种准直器通常是永久性连接在光纤上。

  2、一种光纤准直器与光学连接器之间存在机械截面,通常不用于裸光纤,这种准直器可以很方便的从有接头的光纤上安装或者去除。

  一般为准直器端面距光束的束腰位置距离的2倍,当两个相同工作距离的光纤准直器的间距为工作距离时,耦合的效率最高,此时两个准直器的腰束位置重合。

  束腰位置指的是整个光束中最窄的地方,束腰半径指的光束在束腰位置处的光斑半径大小,很明显,束腰半径是整个光束中光斑半径最小的,小的束腰半径可以实现对光束的聚焦功能。

  针对光纤准直器的制造流程与封装材料要求,蕞达公司主要推出三款光纤准直器封装胶水,如下所示。

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