Der reflektierende Faserkollimator von Thorlabs basiert auf einem 90°-Off-Axis-Paraboloidspiegel (OAP) mit einer konstanten Brennweite über einen weiten Wellenlängenbereich und ist ideal für den Einsatz in Systemen, die eine Kollimation mehrerer Wellenlängen erfordern.
Der reflektierende Kollimator ist in drei Gehäuseausführungen erhältlich, die jeweils mit Faserbrücken mit FC/PC-, FC/APC- oder SMA-Anschlüssen kompatibel sind.
Grundlagen des OAP-Reflektors
Der OAP-Reflektor (Off-Axis Parabolic) ist Teil seines übergeordneten Parabolspiegels.
Off-axis bedeutet, dass die optischen Achsen der beiden parallel sind, aber nicht zusammenfallen.
Die Fokusachse verläuft durch die Mitte des Fokus und den OAP-Reflektor.und der Abstand zwischen diesen beiden Punkten wird als reflektierte Brennweite bezeichnet(RFL).
Der Winkel zwischen der Fokussierungsachse und der optischen Achse ist der Off-Axis-Winkel.Das sind hier 90 Grad.
Fester Kollimator
Feste Faserkollimatoren bieten zwei hochreflektierende Metallfilme: -F01 UV-verbesserte Aluminiumfolie und -P01-Silberfolie mit Schutzschicht, die sindempfohlen für Singlemode- und Multimode-Faserkollimation undMultimode-Faserkopplungsanwendungen.
Abhängig vom Durchmesser des kollimierten Strahls (für eine 0,13-NA-Faser) können sie seinunterteilt in die folgenden vier Serien:
Die vier Bilder oben sind RC02FC-P01, RC04FC-P01, RC08APC-P01 undRC12SMA-P01 bzw.
Daher können wir je nach Produktmodell die Hauptparameter kennenjedes reflektierenden Kollimators, einschließlich Durchmesser des kollimierten Strahls und FaserStecker und Beschichtung.
Die Kollimatoren RC02, RC04 und RC08 sind intern mit SM05 kompatibel.Gewindehalterungen, während der RC12-Kollimator intern mit SM1- kompatibel ist.Gewindehalterungen.
Darüber hinaus kann der RC02-Kollimator direkt am Ende in einen Ø1/2" montiert werden.kinematische Montage, während RC02, RC04 und RC08 direkt am Ende montiert werden könnenin eine kinematische Halterung mit einem Durchmesser von 1 Zoll (nachdem zuerst der Rändelring am Freilauf abgeschraubt wurde).Raumhafen);
Die Montage mit einer kinematischen Halterung erleichtert die Strahlausrichtung bei der Faserkopplungist erforderlich.
Kleiner Kollimator
Der kleine Kollimator erreicht ein schlankeres Design, indem er den Reflektor im Inneren hatentgegengesetzte Richtung nach vorne. Es kann entsprechend in zwei Serien unterteilt werdendie Brennweite: RCR25x-P01 und RCR50x-P01, mit Reflexionsbrennweitenvon 25,4 bzw. 50,8 mm; Das x in der Modellnummer ist die FaserSteckertyp, der durch P, A und S ersetzt werden kann, um FC/PC darzustellen,FC/APC- bzw. SMA-Anschlüsse.
Kleine Kollimatoren können direkt in Objektivrohrhalterungen mit einem Durchmesser von 1/2 Zoll montiert werden, zB. der Schleifring SM05RC(/M) und die Klemme SM05TC.
Wenn eine Neigungs-/Gieranpassung erforderlich ist, können sie in einer Kinematik mit einem Durchmesser von 1 Zoll montiert werdenMontage mit dem SM1A60-Adapter.
Der kleine Kollimator kann auch direkt in einen 16-mm-Käfig integriert werdenSystem mit einer SP3-Käfigplatte oder einem SC6W-Käfigwürfel oder in einem 30-mm-KäfigKäfigsystem mit einem SM1A60-Adapter und einem C4W-Käfigwürfel.
Einstellbarer Kollimator
Einstellbare Kollimatoren können den Abstand von der Faser zum OAP-Spiegel anpassen, um die Kollimation jeder Faser zu optimieren oder Licht in Singlemode- oder Multimode-Fasern einzukoppeln.
Wenn die gezeichnete Linie mit dem ∞-Symbol ausgerichtet ist, ist dies der Abstand von der Faserzum OAP-Reflektor ist gleich dem RFL, und der Kollimator gibt a auskollimierter Strahl (oben).
Wenn die eingezeichnete Linie vom ∞-Symbol abweicht, gibt der Kollimator a ausdivergenter oder konvergenter Strahl und der maximale Abstand von seinem Fokus zuDie Mitte des Reflektors beträgt -2,2 m bzw. 0,15 m, wie in der Abbildung gezeigtfolgenden zwei Figuren.
Wenn das konjugierte Verhältnis gleich unendlich ist, können OAP-Spiegel dies erreichenbeugungsbegrenzte Bildgebung.
Wie in der Abbildung unten gezeigt, sind auch zwei einstellbare reflektierende Kollimatoren vorhandenSehr gut geeignet für die Fernkopplung, so dass der Zwischenraum frei istDer Strahl kann mit anderen optischen Elementen gesteuert werden, was sehr nützlich istFernkommunikationsanwendungen.
Der einstellbare Kollimator RCF15x-P01 kann in einem SM1RC(/M)-Slip montiert werdenRing oder SM1TC-Hülsenklemme mithilfe des schwarzen Abschnitts.
Für die Pitch-/Yaw-Einstellung empfiehlt sich die Verwendung einer Polaris-Halterung, wie z.Bdie kinematische Halterung POLARIS-K2 oder POLARIS-K2VS2L Ø2" mit dem AD2TAdapter; die kinematische Halterung POLARIS-K2T mit SM2-Gewinde unter Verwendung des SM2A21Adapter; oder die 5-Achsen-Kinematikhalterung POLARIS-K15XY mit dem SM1L03Objektivtubus und SM1A68-Adapter.
Das Freiraumende des verstellbaren Kollimatorgehäuses ist mit einem Gewinde verseheninternes SM05- und externes SM1-Gewinde.
Beispiele für die Montage des Kollimatorssind in den folgenden beiden Abbildungen dargestellt.
Singlemode-Faserkollimation
Bei der Kollimation von Singlemode-Fasern erzeugen diese reflektierenden Kollimatoren breite-Taille, Strahlen mit geringer Divergenz.
Die Gesamtdivergenz eines kollimierten Strahls (in Grad) kann angenähert werdendurch den Fasermodenfelddurchmesser (MFD) und die Reflektorbrennweite (RFL):
Der 1/e²-Durchmesser eines kollimierten Strahls beträgt ungefähr:
Verwenden Sie beispielsweise den kleinen Kollimator RCR25A-P01 zur Kollimation des P3-630A-FC-1 Singlemode-Faser, bei einer Wellenlänge von λ = 633 nm beträgt der MFD 4,3µm.
Die beiden obigen Gleichungen zeigen, dass der Divergenzwinkel 0,01 Grad beträgt, und der Strahldurchmesser beträgt 4,8 mm.
Multimode-Faserkollimation
Der Gesamtdivergenzwinkel eines kollimierten Strahls beträgt ungefähr:
Der Durchmesser des kollimierten Strahls beträgt ungefähr:
Der Ausgang von Multimode-Fasern ist normalerweise nicht gut kollimiert.
Gemäß der obigen Formel wird der Strahldurchmesser hauptsächlich von der NA beeinflusstan einer Position in der Nähe des OAP-Reflektors, aber während sich der Strahl ausbreitet, wird derDer Einfluss des Kerndurchmessers wird immer deutlicher.
Für den oben erwähnten festen Kollimator beträgt der Durchmesser des kollimierten Strahlsberechnet durch 2NA*RFL, was größer als 1/e² Strahldurchmesser ist.
Bei der Auswahl eines Festkollimators kann aus der Brennweite geschlossen werdenErmitteln Sie anhand des erforderlichen Strahldurchmessers das geeignete Modell.
Bei der Kollimierung von Multimode-Fasern gibt es zwei wichtige Einschränkungen.
Erstens haben die meisten Multimode-Fasern einen sehr divergenten Ausgangsstrahl, der sein kanndurch das Gehäuse blockiert, bevor sie den OAP-Reflektor erreicht, also die Faser NAdarf einen bestimmten Wert nicht überschreiten; Einzelheiten finden Sie in der vorherigen Tabelle.
Zweitens hängt die Divergenz des kollimierten Strahls mit dem Kern zusammenDurchmesser; Mit zunehmendem Kerndurchmesser wird die maximale NA unterstütztder Kollimator nimmt ab.
Wenn der Durchmesser des kollimierten Strahls die freie Apertur überschreitet, wird die Leistung verringertDer Strahl wird durch das Gehäuse blockiert.
Beide Situationen können zu einer verminderten Strahlqualität führen.
Darüber hinaus können OAP-Reflektoren nur Punktquellen perfekt kollimierenMittelpunkt.
Je größer die Abweichung der Punktquelle von der optischen Achse bzwJe größer der Multimode-Kerndurchmesser, desto größer ist die Verzerrung des KollimiertenStrahl; Durch Erhöhen der Reflexionsbrennweite oder -wellenlänge kann dies verringert werdenVerzerrung.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 05.11.2024
