Método de acoplamiento entre láser y fibra óptica

Método de acoplamiento entre láser y fibra óptica

El acoplamiento con láser y fibra también se llama láser acoplado a fibra , que se utiliza para la fabricación de placas de PCB, exposición a LDI, excitación de fluorescencia, detección biológica, soldadura, impresión 3D y otros fines. Los métodos de acoplamiento de los láseres de semiconductores y las fibras ópticas se pueden dividir en dos categorías: acoplamiento directo y acoplamiento del grupo de lentes ópticos.

La siguiente es una introducción detallada a estos dos métodos de acoplamiento diferentes:

1. Método de acoplamiento directo

A. COCULARIO DIRECTO DE FIBRA:

Este método es alinear el extremo de salida del láser directamente con el extremo de entrada del núcleo de fibra. Por lo general, se requiere un dispositivo de alineación preciso para garantizar la alineación precisa entre los dos. Es adecuado para láseres de baja potencia y distancias de acoplamiento más cortas.

Ventajas: estructura simple, tamaño pequeño y bajo costo.

Desventajas: la alineación es difícil, la eficiencia del acoplamiento se ve muy afectada por la precisión de la alineación y la longitud de onda del láser, y se ve fácilmente afectada por la vibración mecánica y los cambios de temperatura.

B. Acoplamiento directo de microlenses de fibra óptica:

Un microlens se integra al final de la fibra óptica para enfocar el haz de salida del láser en el núcleo de la fibra óptica. Los microlenses pueden ser una lente esférica o una lente asférica, que optimiza efectivamente la calidad del haz y mejora la eficiencia de acoplamiento, como acoplar directamente el diodo láser a la salida de la cola de cerdo.

Ventajas: se mejora la eficiencia de acoplamiento y los requisitos de precisión de alineación son relativamente bajos.

Desventajas: el costo de fabricación de la fibra óptica de microlens es alto y puede introducir pérdidas ópticas adicionales.

2. Método de acoplamiento de grupo de lentes ópticos

A. Acoplamiento de lentes individuales:

Use una sola lente para enfocar el haz láser en el extremo de entrada de la fibra óptica.

La elección de la lente (como la longitud focal, la abertura numérica) tiene una influencia importante en la eficiencia del acoplamiento.

Ventajas: la estructura es relativamente simple y fácil de implementar.

Desventajas: la eficiencia de acoplamiento puede no ser tan buena como la del sistema de múltiples lentes, y los requisitos de calidad óptica de la lente son más altos.

B. Acoplamiento de doble lente (sistema 4F):

El sistema óptico 4F consta de dos lentes. La primera lente enfoca el haz del láser en un plano de imagen intermedio, y la segunda lente enfoca el haz de este plano de imagen al extremo de entrada de la fibra óptica. Esta configuración puede proporcionar una mayor eficiencia de acoplamiento y una mejor compresión del haz láser, que es adecuado para algunos láseres industriales para grabar y cortar.

Ventajas: alta eficiencia de acoplamiento, buena calidad del haz de láser, buen efecto de compresión de puntos y alineación relativamente fácil del sistema.

Desventajas: aumento de la complejidad del sistema y un costo relativamente alto.

3. Acoplamiento de múltiples lentes:

Use múltiples combinaciones de lentes para optimizar la transmisión y el acoplamiento de vigas láser, que pueden incluir polarización, colimación, matrices de lentes de compresión y otros elementos ópticos, como formas de haz, correctores de frente de onda, etc.

Ventajas: se puede diseñar un sistema de fibra acoplada altamente optimizado según sea necesario, adecuado para aplicaciones exigentes.

Desventajas: el sistema es complejo, costoso y difícil de diseñar y alinear.

Al elegir un método de acoplamiento, puede hacer su selección basada en la potencia del láser, la longitud de onda del láser, el diámetro del núcleo de fibra, la eficiencia del acoplamiento, la estabilidad de la potencia, el método de salida y los requisitos económicos del láser acoplado a fibra. Si tiene alguna otra pregunta, no dude en comunicarse con nosotros.