A polarizációt fenntartó szál hullámhosszfüggő.A hullámhossz változtatása többet érint, mint az optikai frekvenciát. Megváltoztatja, hogy a szál hol működik a levágáshoz képest, hogyan foglalja el az alapmód a magot és a burkolatot, a módusmező átmérőjét, a polarizációs ütem hosszát, a hajlítási választ, a csillapítást, és azt, hogy a szál milyen jól kapcsolódik a következő komponenshez.
Az olyan nevek, mint a PM980, PM1060 és PM1550 ezért hasznos termékcsalád-címkék, de nem szigorú spektrális határok. A Coherent jelenlegi PM980-XP specifikációja például 970–1550 nm-es működési hullámhosszt ír elő, még akkor is, ha a szál 980 nm körül van optimalizálva. A közzétett specifikáció 920 ± 50 nm-es vágási határértéket és 6,6 ± 0,5 µm üzemmódú mezőátmérőt is ad 980 nm-en.A Coherent PM980-XP specifikációjaaz aktuális értékeket adja meg. :contentReference[oaicite:6]{index=6}
A gyakorlati kérdés tehát az, hogy a kiválasztott szál és akész optikai alkatrészmegfelelnek a követelményeknek a tényleges működési hullámhosszon. Magának a szálszerkezetnek a szélesebb körű bemutatásához a FOCCpolarizációt fenntartó szálak áttekintéselefedi a PM alapelvét, míg ez az útmutató a hullámhossz-függésre összpontosít.
Gyors válasz: Mi változik, ha a PM szál hullámhossza megváltozik?
| Paraméter | Miért számít a hullámhossz? |
|---|---|
| Levágási hullámhossz | Meghatározza, hogy a szál a tervezett egymódusú üzemmódban működik-e |
| Módmező átmérője | Módosítja az optikai csatolást és az illesztési kompatibilitást |
| Ütemhossz | A polarizációs fázis alakulása a hullámhossztól és a kettős töréstől függ |
| Csillapítás | A veszteségre vonatkozó előírások nem általánosan, hanem a megadott vizsgálati hullámhosszokon érvényesek |
| Hajlítási érzékenység | Az üzemmódkorlátozás és a makrohajlítási veszteség a használható hullámhossz-tartományban változik |
| PER és komponensek teljesítménye | A kész összeállításokat a tényleges hullámhossz, indítás és beállítási feltételek mellett kell ellenőrizni |
A Thorlabs a hagyományos egymódusú optikai szálak használható spektrális tartományát írja le a levágáshoz és a hosszú hullámhosszú hajlítási élhez viszonyítva, míg a PM-szál dokumentációja a módusmező átmérőjét és az ütési hosszt hullámhossz-releváns specifikációként kezeli. :contentReference[oaicite:7]{index=7}
Miért hullámhossz-specifikus a PM Fiber?
Levágás és egymódú működés
A hagyományos egymódusú optikai szálnak van egy határértéke, amely alatt egy további irányított térbeli mód is támogatható. Ez teszi a levágást az egyik első mezővé annak ellenőrzésére, ha egy hullámhossz-tartományra tervezett szálat egy másik hullámhossz-tartományra terveztek. A Thorlabs az egymódusú hullámhossz-tartományt a szál vágási határa és a hosszú hullámhosszú hajlítási él között helyezkedik el. :contentReference[oaicite:8]{index=8}
A PM rendszereknél ez különösen fontos, mert a polarizáció megőrzését általában egy adott irányított módhoz és indítási feltételhez adják meg. Egy 1550 nm-es szálat nem szabad érvényes 980 nm-es PM megoldásként kezelni pusztán azért, mert egy optikai teljesítménymérő azt mutatja, hogy némi fény eléri a túlsó végét.
A szerkezeti kialakítás is számít. A PANDA és a Bow-Tie szálak különböző feszültséggeometriákat használnak a kettős törés létrehozására; FOCC-kPANDA vs Csokornyakkendő PM szálas összehasonlításaz építési kérdést külön tárgyalja.
Miért változik a mód mező átmérője a hullámhossz függvényében?
Az üzemmódmező átmérője vagy az MFD az alapvető optikai mód keresztirányú kiterjedését írja le, nem pedig egyszerűen a mag fizikai átmérőjét. Egy adott step-index szálban a hullámhossz, a magméret, a numerikus apertúra és a normalizált frekvencia közötti összefüggés a hullámhossz változásával változik. Az optikai tér tehát nem pontosan ugyanazt a térbeli eloszlást foglalja el minden hullámhosszon.
Ahogy a működési hullámhossz a szál használható tartományának kevésbé erősen behatárolt vége felé mozog, az irányított mód tovább nyúlhat a burkolatba. A pontos MFD-trend a szál maggeometriájától, törésmutató-profiljától és NA-tól függ, ezért azt a vonatkozó specifikációból vagy mérésből kell venni, nem pedig pusztán a mag átmérőjéből következtetni. A Thorlabs MFD útmutatása hasonlóképpen hangsúlyozza, hogy az egymódusú szálká való csatolás az irányított módhoz való illeszkedéstől függ, nem pedig egyszerűen a fizikai maghoz. :contentReference[oaicite:9]{index=9}
Ez fontossá válik a fúziós illesztéseknél, a lézeres pigtaileknél, a modulátoroknál, a csatolóknál és a szabad térbeli csatolófelületeknél. A forgásilag tökéletes PM-tengely illesztése szükségtelen optikai veszteséggel járhat, ha a két üzemmódmező rosszul illeszkedik.
A hullámhossz a hajlítási érzékenységet is megváltoztatja
A módbezárás is része a hajlítási veszteség problémájának. Ahogy az irányított mező kevésbé lesz behatárolva, a hajlítás több optikai teljesítményt engedhet ki a hullámvezetőből. Ez az egyik oka annak, hogy a szálgyártók hosszú hullámhosszú hajlítási élt határoznak meg, ahelyett, hogy azt feltételeznék, hogy egy szál egyformán tolerálja ugyanazt a tekercsátmérőt minden hullámhosszon, amelyet továbbítani képes. :contentReference[oaicite:10]{index=10}
A tekercselt PM-szerelvények, kompakt modulok, giroszkópok és csomagolt fotonikus alkatrészek esetében ezért a hajlítási sugarat a tényleges hullámhossz és a csomagolási feltételek szerint kell ellenőrizni, nem pedig egy nem kapcsolódó szálcsaládból másolni.
Az ütem hossza hullámhossz-függő is
A PM szál kettős törésen alapul: a két fő polarizációs tengely mentén eltérő effektív törésmutatók. Fázis kettős törés esetén az ütem-hossz összefüggés a következőképpen írható fel:
LB = λ / Δn
ahol λ az optikai hullámhossz és Δn az effektív kettős törés a főtengelyek között. A Fibercore azt a távolságot határozza meg, amelyen keresztül 2π relatív fáziseltolódás alakul ki, és kifejezetten megjegyzi, hogy az ütem hossza hullámhosszfüggő.A Fibercore ütemhosszúsági referenciájamegadja a mögöttes magyarázatot. :contentReference[oaicite:11]{index=11}
Az egyenletet nem szabad vak konverziós szabályként használni. Maga a kettős törési tag a hullámhosszonként változhat, ezért a 633 nm-en mért ütéshossz-értéket nem szabad automatikusan megszorozni 1550/633-mal, és garantált 1550 nm-es értékként kell feltüntetni.
Ez különösen fontos az adatlapok összehasonlításakor. A Fibercore jelenlegi Telecoms PM Fibre családja például 633 nm-en jelzi az ütési hosszt, annak ellenére, hogy a HB980T, HB1250T, HB1480T és HB1500T sokkal hosszabb működési hullámhosszra tervezték. :contentReference[oaicite:12]{index=12}
980 vs 1060 vs 1550 nm PM Fiber
| Hullámhossz régió | Közös PM-kontextus | Fontos kiválasztási kérdések |
|---|---|---|
| 980 nm körül | Szivattyúdiódák, EDFA szivattyúpályák, szivattyús pigtailek, válogatott lézerrendszerek | Levágás, MFD 980 nm-en, szivattyú/aktív szál illesztés, PER és optikai teljesítmény |
| 1060/1064 nm körül | Yb lézerrendszerek, 1 µm-es sugártovábbítás, érzékelés, modulátorok és laboratóriumi fotonika | Az MFD illeszkedik az aktív szálhoz, a minősített hullámhossz-tartományhoz, a PER-hez, a hajlítási feltételekhez és az energiakezeléshez |
| 1550 nm körül | Távközlési fotonika, koherens optika, interferometria, FOG és optikai érzékelés | Alacsony veszteségtartomány, MFD, PER, csatlakozó visszatérési veszteség és minden passzív alkatrész minősítése |
A táblázat általános tervezési összefüggéseket ír le, nem pedig univerzális szabályokat. A különböző PM szálak spektrálisan átfedhetik egymást, és a kész kábel, csatoló, bevonat vagy szigetelő használható tartománya szűkebb lehet, mint a csupasz szál.
PM Fiber Körülbelül 980 nm
A 980 nm-es tartomány gyakori az optikai szivattyúzás és az erősítő architektúrákban. A Fibercore jelenlegi HB980T telekommunikációs PM szála 980–1310 nm-es működésre van előírva, és tipikus alkalmazásai között sorolja fel a pumpás dióda szálas erősítőket és az erbiummal adalékolt szálerősítőket. Jelenlegi oldala 980 nm-es MFD-t is megad, és 633 nm-es referenciamérés segítségével jelenti az ütési hosszt.Fibercore HB980T specifikációkadja meg az aktuális adatokat. :contentReference[oaicite:13]{index=13}
A 980 nm-es tervezés értékelésekor hasonlítsa össze a szál vágási határértékét, MFD-jét, csillapítását, ütési hossz-teszt hullámhosszát, szükséges PER-t, optikai teljesítményt és az illesztési célt. FOCC-kPM FC/APC patch kábelekakkor relevánsak, ha a tervezéshez kulcsos PM csatlakozóra és meghatározott tengelybeállításra is szükség van.
PM Fiber 1060 és 1064 nm körül
Az 1060 nm és az 1064 nm gyakran ugyanabban az általános 1 µm-es PM-szál tervezési megbeszélésben szerepel, de a kiválasztott komponensnek még mindig le kell fednie a tényleges forrásspektrumot. A Fibercore jelenlegi Standard PM Fiber családja a HB1000-et PM szálként azonosítja a körülbelül 1 µm-es tartomány feletti hullámhosszok esetében, és az 1550 nm-ig terjedő hullámhossz-specifikus családok mellett sorolja fel.A Fibercore Standard PM Fiber családjaaz aktuális családi összehasonlítást nyújtja. :contentReference[oaicite:14]{index=14}
Egy Yb-adalékolt vagy más 1 µm-es lézerrendszer esetében a kiválasztási probléma általában szélesebb annál, mint "átereszti-e a szál 1064 nm-t?" Előfordulhat, hogy a passzív PM pigtailnek hozzá kell kapcsolódnia az aktív szálhoz, egy pumpás kombinálóhoz, egy rácsszakaszhoz vagy más szállítószálhoz. Az MFD és az NA tehát befolyásolja az optikai mód illesztését, míg a tengelybeállítás határozza meg a polarizációs kapcsolatot az illesztésen keresztül.
A teljesítmény és a csomagolás is fontosabbá válhat a lézeres szállításnál, mint egy kis teljesítményű laboratóriumi jumpernél. A szálnak, a csatlakozónak, a bevonatnak, a toldásnak és a kész szerelvénynek mind a várható optikai teljesítményre kell minősítenie, nem pedig pusztán a hullámhossz-kompatibilitásból következtetni a teljesítményre.
Ha a csatlakozó típusok különböznek az egyes műszerekben, FOCC-kPM hibrid patch kábelekadjon releváns példát arra, hogy miért kell együtt megadni a hullámhosszt, a száltípust, a csatlakozókulcsolást és a két végfelületet.
PM Fiber 1550 nm körül
1550 nm-en a PM szálat széles körben használják a távközlési fotonikában, interferometriában, koherens detektálásban, optikai érzékelésben, giroszkópokban és keskeny vonalszélességű lézerrendszerekben. A Fibercore jelenlegi Standard PM családja a HB1500-at azonosítja az 1520 nm feletti hullámhosszok esetében, míg a távközlési családja az 1520–1650 nm-es HB1500T változatokat tartalmazza. :contentReference[oaicite:15]{index=15}
A kiválasztás továbbra is több mint hullámhossztól függ. A mérnököknek ellenőrizniük kell az MFD-t, a csillapítást a megadott vizsgálati hullámhosszon, a hajlítási feltételeket, a PER-t, a csatlakozó tájolását, a visszatérési veszteség követelményeit és a PM szálhoz csatlakoztatott minden alkatrész hullámhossz-tartományát.
Kész kábelszerelvényekhez FOCCpolarizációt fenntartó patch zsinórkínálat szélesebb termékkontextust biztosít, mígPM fiber patch kábel kiválasztásaaz FC-vel, SC-vel, LC-vel és a kapcsolódó csatlakozási döntésekkel foglalkozik anélkül, hogy megkettőzné a hullámhossz-beszélgetést.
Működhet-e ugyanaz a PM-szál egynél több hullámhosszon?
Igen, bizonyos esetekben. A PM980-XP hasznos példa, mert a Coherent jelenleg 970–1550 nm-re határozza meg a csupasz szálat, annak ellenére, hogy az olyan kulcsparaméterek, mint az MFD, a csillapítás, a levágás és a ütési hossz a 980 nm-es tervezési pont körül vannak megadva. :contentReference[oaicite:16]{index=16}
Ez két külön minősítési kérdéshez vezet:
- Meg tudja-e vezetni a csupasz szál a kívánt hullámhosszt a meghatározott működési tartományon belül?
- A kész PM komponens alkalmas erre a hullámhosszra?
A patch kábel tartalmazhat csatlakozóigazítást, polírozást, AR bevonatokat, mechanikus csomagolást vagy egyéb olyan jellemzőket, amelyek hullámhossza nem azonos az alatta lévő csupasz száléval. A Thorlabs AR-bevonatú PM-kábel-dokumentációja például kifejezetten megkülönbözteti a megadott AR-bevonat-tartományt az alapul szolgáló száltartománytól. :contentReference[oaicite:17]{index=17}
Ugyanez az elv vonatkozik a FOCC-kra isAR-bevonatú PM patch kábelek: a szál és a bevonat különálló, hullámhosszfüggő elemek a kész optikai úton.
A hullámhossz számít a PM-szál illesztésénél
A PM illesztésnek két különböző igazítási problémája van. Az első a forgás: az egyik szál gyors vagy lassú tengelyét a következő szál tervezett tengelyéhez kell igazítani. A második az optikai mód illesztése.
Ha két PM szál jelentősen eltérő üzemmódú mezőkkel rendelkezik az üzemi hullámhosszon, a splice jól beállítható a polarizációban, és így is szükségtelen csatolási veszteséget okoz. Ez az oka annak, hogy az MFD a rendszer valós hullámhosszán általában informatívabb, mint a magátmérők egyszerű összehasonlítása.
Ez akkor számít, amikor a PM passzív szálat Yb-adalékolt szálhoz, lézeres szálhoz, modulátor pigtailhez, szivattyúúthoz vagy különböző spektrális régiókhoz optimalizált PM szálhoz kapcsolják. Ha a közvetlen illesztés helyett csatlakozó szakaszokat használnak, a tengelykulcsolás a rendszer másik részévé válik. FOCC-kFC/PC polarizációt fenntartó szálas szerelvényegy példa a kulcsos PM interfészre, amely a jelenlegi termékstruktúrában szerepel.
Kettős hullámhosszú rendszerek: 980 nm-es szivattyú és 1550 nm-es jel
A kettős hullámhosszú rendszer különösen egyértelművé teszi a különbséget a szál minősítése és az alkatrész minősítése között. Az egyszerűsített architektúra a következőket tartalmazhatja:
980 nm-es szivattyú + 1550 nm jel → PM WDM / csatolási fokozat → PM optikai szakasz
Még ha egy PM-szál mindkét hullámhosszt irányítani tudja, a WDM-et, a csatolót, az izolátort, a bevonatot, a csatlakozó interfészt, a detektor útvonalát és a polarizációs specifikációkat továbbra is ellenőrizni kell az általuk ténylegesen hordozott hullámhosszokon.
FOCC-kpolarizációt fenntartó szűrő/csatolószemlélteti, hogy egy hullámhossz-szelektív komponensnek miért van szüksége saját specifikációra. Ugyanez a rendszer használhat egyASE szélessávú fényforrásvagySLD szélessávú forrás, ebben az esetben a teljes forrásspektrum fontosabbá válik, mint egyetlen névleges hullámhossz.
Hogyan válasszuk ki a PM-szálat hullámhossz alapján
| Ellenőrzés | Mit kell megadni | Miért számít |
|---|---|---|
| Forrás spektrum | Középső hullámhossz és teljes működési sávszélesség | A hangolható vagy szélessávú forrásokat nem lehet egyetlen névleges számmal ábrázolni |
| Cutoff | A gyártó által megadott határérték vagy egymódusú tartomány | A legrövidebb hullámhossznak a tervezett modális rendszerben kell maradnia |
| MFD és NA | Az üzemi hullámhosszra vonatkozó értékek | Szabályozza a csatolás és az illesztés kompatibilitását |
| Ütemhossz | Érték a mérési hullámhosszával együtt | Megakadályozza az érvénytelen kereszthullámhossz-összehasonlításokat |
| Csillapítás | Veszteség a megadott vizsgálati hullámhosszon | Az egyik hullámhosszon bekövetkező veszteséget nem szabad feltételezni egy másik hullámhosszon |
| Polarizáció | Gyors/lassú tengely, cél PER, csatlakozó kulcsolás | Meghatározza a tényleges PM teljesítménykövetelményt |
| Illesztési cél | Szálcsalád, MFD, NA és tengely orientáció | Az alacsony illesztési veszteség és a jó polarizációs igazítás külön követelmény |
| Hajlítsa meg és csomagolja | A tekercs tényleges átmérője és az útválasztási feltételek | A hajlítási válasz a hullámhosszal és a bezárással változik |
| Kész alkatrész | Csatolók, bevonatok, leválasztók és csatlakozók minősített választéka | Az összeállítás spektrálisan keskenyebb lehet, mint a csupasz szál |
Tesztelje a PER-t azon a hullámhosszon, amely számít
A PER-t nem szabad egy hullámhosszról vagy egy összeállításról lemásolni, és egy másik működési állapot bizonyítékaként kezelni. A mért eredmény függ az indítási igazítástól, a csatlakozókulcs pontosságától, a toldás elfordulásától, a feszültségtől, a hajlításoktól, a szál hosszától és az optikai teszt beállításától.
A 980 nm-es rendszert ezért jobban alátámasztja a releváns 980 nm-es körülmények között kapott PER eredmény, mint egy nem kapcsolódó 1550 nm-es jelentés. A szállító minősítéséhez a vizsgálati jelentésnek meg kell határoznia a vizsgálati hullámhosszt, a szál típusát, a kábel hosszát, a csatlakozó konfigurációját, a tengelykonvenciót, a beillesztési veszteséget, a PER-t és a vonatkozó beállítási feltételeket.
FOCC-kpolarizációs kioltási arány vizsgálóésPM eszköztesztelő platformközvetlenül relevánsak, amikor a kész összeállítást kell ellenőrizni, nem csak a csupasz szálat.
Gyakori PM Fiber hullámhossz hibák
| Hiba | Miért okoz problémákat |
|---|---|
| Csak PM980 vagy PM1550 családnév közül választhat | A családnév nem határoz meg minden hullámhossz-függő paramétert |
| Lezárás figyelmen kívül hagyása | Előfordulhat, hogy a szál kívül esik a tervezett térbeli üzemmódon |
| Az ütemhossz összehasonlítása a teszt hullámhossza nélkül | Az ütem hossza hullámhosszfüggő, és nem hasonlítható össze megbízhatóan a referencia hullámhossz nélkül |
| Összeillesztés önmagában a mag átmérőjével | Az optikai mód mezői továbbra is eltérhetnek |
| Feltéve, hogy a teljes összeállítás lefedi a csupasz szál teljes tartományát | A bevonatok, WDM-ek, csatolók és egyéb alkatrészek szűkebb minősített sávszélességgel rendelkezhetnek |
| A PER tesztelése független hullámhosszon | Előfordulhat, hogy az eredmény nem tükrözi a rendszer tényleges állapotát |
GYIK
K: A PM980 szál csak 980 nm-hez?
V: Nem. Ez az adott száltól függ. A Coherent jelenleg 970–1550 nm-re határozza meg a PM980-XP-t, bár számos optikai paramétert 980 nm-en adnak meg, mivel ez a fő tervezési tartománya. :contentReference[oaicite:18]{index=18}
K: Használható a PM980 szál 1064 nm-en?
V: Megtehető, ha a kiválasztott szál és a kész összeállítás 1064 nm-en minősített. A működési tartományt, az MFD-t, a PER-követelményt, az illesztési célt, a tápellátást, a csatlakozót és az egyéb alkatrészeket még ellenőrizni kell.
K: Az 1060 nm-es PM szál ugyanaz, mint az 1064 nm-es PM szál?
V: Nem automatikusan. Gyakran ugyanaz az 1 µm-es szálcsalád fedi le őket, de a tényleges működési tartománynak tartalmaznia kell a lézer hullámhosszát és sávszélességét. A Fibercore jelenlegi szabványos PM sorozata egy HB1000 családot tartalmaz, amelyet az 1 µm-es régióhoz terveztek. :contentReference[oaicite:19]{index=19}
K: Használható a PM1550 szál 980 nm-en?
V: Nem szabad feltételezni. Az 1550 nm-es tartományra optimalizált szál 980 nm-en a tervezett vágási rendszer alatt lehet. Először ellenőrizze a gyártó által megadott határértéket és működési tartományt.
K: Kiszámolhatom az 1550 nm-es ütéshosszt közvetlenül a 633 nm-es adatlap értékéből?
V: Csak durva fogalmi becslésként, egyszerűsítő feltevések mellett. Mivel maga a kettős törés hullámhosszonként változhat, egy egyszerű hullámhossz-arányt nem szabad más hullámhosszon garantált ütemhosszként feltüntetni. :contentReference[oaicite:20]{index=20}
K: Egy PM-kábel hordozhatja a 980 nm-es és az 1550 nm-eseket is?
V: Lehetséges, ha a csupasz szál és a teljes kábelszerelvény mindkét hullámhosszra alkalmas. A csatlakoztatott WDM-et, csatolót, leválasztót, bevonatot, csatlakozókat és polarizációs követelményeket is külön kell ellenőrizni.
Végső mérnöki szabály
A PM980, PM1060 és PM1550 hasznos kezdőcímkék, nem teljes műszaki specifikációk. A megbízható hullámhossz-döntés a levágással és a tényleges forrásspektrummal kezdődik, majd ellenőrzi az MFD-t, a csillapítást, az ütem-hossz referencia hullámhosszát, a polarizációs követelményeket, az illesztési kompatibilitást és a hajlítási feltételeket.
Az utolsó ellenőrzés a kész optikai út. A csupasz PM-szál széles hullámhossz-tartományt fedhet le, míg egy csatoló, bevonat, csatlakozószerelvény vagy más alkatrész csak egy részét fedi le.
A FOCC szélesebbpolarizációt fenntartó termékpalettahasználható a kapcsolódó PM komponensek összehasonlítására. A hullámhossz-specifikus összeállításhoz adja meg a forrás hullámhosszát és sávszélességét, a PM szál típusát, az MFD-t vagy az illesztési célt, a szükséges tengelyt, a PER-t, a csatlakozó konfigurációt, a hosszt, az optikai teljesítményt és a vizsgálati követelményeket aFOCC érdeklődő oldal.
