光纤技术信息

光纤衰减

为了让测试系统表现最佳,我们必须选择合适的光纤对光进行传输(实现对整个光路传输最小袁减),即对不同波段的传输选择不同材质的光纤。当光纤使用在深紫外的环境中时,特别是低于300nm波段的范围时,我们就必须选择抗紫外老化的光纤,其他美型的光纤则不适用,因为紫外光的照射下,不具备抗紫外功能,光纤的透过率会衰减,影响导光效率。
幸运的是,海洋光学提供不同应用波段的光好,质前深紫外到近红外,参考下列图表中各类型光纤的变减度,可以根据不同的应用选择不同材质的光纤,如还有疑问,可以与海洋光学的工程师联系,为你们的实验提供应用支持。

注:1 dB的衰减约为21% 的透过率损失。

光纤衰减图.png

识别海洋光学光纤

海洋光学的光纤和探头上有三个清晰明了的标签,您可以随时确定型号、纤芯直径及适用的波段范围等信息。

带标签的纤维.png

防护罩颜色

通过护套颜色,您可以了解光纤类型以及适用的波段范围。

护套颜色产品代码光纤类型波段范围
UV_SR_Fiber_boot.png灰色-XSRUV-VIS XSR 抗紫外老化光纤180 – 800 nm
UV_SR_Fiber_Boot2.png灰色-SRUV/SR-VIS 高羟基光纤200 – 1100 nm
UV_VIS_Fiber_boot.png蓝色-UV-VISUV-VIS 高羟基光纤300 – 1100 nm
VIS_NIR_Fiber_Boot.png红色-VIS-NIRVIS-NIR 低羟基光纤400 – 2100 nm

套管颜色

从光纤的套管颜色可以看出纤芯直径。

套管颜色纤芯尺寸
               紫色8 μm
               蓝色50 μm
               绿色100 μm
               黄色200 μm
               灰色300 μm
               红色400 μm
               橙色500 μm
               棕色600 μm
               透明1000 μm

外包材

外包材能够保护光纤并提供应力消除功能。请告诉我们您的的使用环境和应用,我们将帮助您选择最适合的外包材料。

包材规格外径耐化学性可蒸汽灭菌温度限制机械耐受最大长度
PVC monocoilPVC包裹不锈钢单管 ;仅限 OEM 应用3.4 mm较差70°C良好6 m
PVDF zip tube适合预算有限的应用;实验室级组件的标准配置3.8 mm较差100°C良好50 m
PVDF zip tube(大外径)适合预算有限的应用;直径大于 2 号护套5.0 mm较差100°C良好50 m
Silicone Monocoil实验室级(硅胶包裹不锈钢)5.6 mm良好250°C良好20 m
不锈钢 BX仅限于 OEM 应用;可选聚烯烃热缩涂层5.0 mm良好250°C较差4 m
全联锁不锈钢 BX出色的不锈钢包材;支持更长的光纤长度;可选聚烯烃热缩外涂层7.0 mm良好250°C优秀40 m

弯曲半径和技术参数

光纤的工作原理是,由于纤芯和包层的折射率不同,光通过纤芯进行传输。然后,在最外层涂上一层或多层柔性缓冲材料,以提高弹性并保护玻璃纤芯和包层。即使有了这种额外的涂层,光纤的弯曲半径仍然受到限制,容易出现微小的断裂,导致光纤损坏。

LTBR(静态弯曲半径):存放条件下的最小弯曲半径。
STBR(动态弯曲半径):使用或操作时的最小弯曲半径。

技术参数:VIS/NIR, UV/VIS, SR 光纤

套管纤芯尺寸 光纤类型包层厚度缓冲材料缓冲包材厚度 最大外径工作温度(纤芯)LTBRSTBR
        50 ± 5 μmVIS/NIR, UV/VIS35 ± 0.5 µm聚酰亚胺17 ± 5 µm155 µm-65 至 300 °C4 厘米2 厘米
        100 ± 3 μmVIS/NIR, UV/VIS12 ± 5 µm聚酰亚胺17 ± 3 µm155 µm-65 至 300 °C4 厘米2 厘米
        200 ± 4 μmVIS/NIR, UV/VIS, SR10 ± 4 µm聚酰亚胺10 ± 5 µm243 µm-65 至 300 °C8 厘米4 厘米
        300 ± 6 μmSR15 ± 7 µm聚酰亚胺20 ± 10 µm380 µm-65 至 300 °C12 厘米6 厘米
        400 ± 8 μmVIS/NIR, UV/VIS, SR20 ± 3 µm聚酰亚胺20 ± 7 µm487 µm-65 至 300 °C16 厘米8 厘米
        500 ± 10 μmVIS/NIR, UV/VIS25 ± 3 µm聚酰亚胺20 ± 10 µm600 µm-65 至 300 °C20 厘米10 厘米
        600 ± 10 μmVIS/NIR, UV/VIS, SR30 ± 3 µm聚酰亚胺25 ± 10 µm720 µm-65 至 300 °C24 厘米12 厘米
        1000 ± 3 μmVIS/NIR50 ± 3 µm丙烯酸酯50 ± 40 µm1120 µm-50 至 85 °C30 厘米15 厘米
        1000 ± 20 μmVIS/NIR25 ± 3 µm丙烯酸酯50 ± 40 µm1065 µm-50 至 85 °C30 厘米15 厘米
VIS/NIR 是多模阶跃折射率光纤,低羟基熔融石英芯和玻璃包层(400 – 2100 nm)
UV/VIS 是多模阶跃折射率光纤,高羟基熔融石英芯和玻璃包层(300 – 1100 nm)
SR 是多模阶跃折射率光纤,高羟基熔融石英芯和玻璃包层(200 – 1100 nm)

技术参数:XSR 光纤

套管光纤尺寸光纤类型包层外径缓冲材料缓冲包材厚度最大外径工作温度(纤芯)LTBRSTBR
        113 ± 6 μm(标称 115 μm)XSR125 ± 6 µm铝、聚合物150 µm230 µm-50 至 80 °C4 厘米2 厘米
        230 ± 12 μmXSR250 ± 13 µm铝、聚合物300 µm380 ± 20 µm-50 至 80 °C4 厘米2 厘米
        455 ± 22 μmXSR500 ± 25 µm铝、硅胶、尼龙580 µm1300 ± 100 µm-50 至 80 °C8 厘米4 厘米
        600 ± 30 μmXSR660 ± 33 µm铝、硅胶、尼龙800 µm1700 ± 200 µm-50 至 80 °C24 厘米12 厘米
XSR 是多模阶跃折射率光纤,高羟基熔融石英芯和掺氟石英包层(180 – 900 nm)。

技术参数:单模光纤

套管纤芯尺寸光纤类型包层直径缓冲材料缓冲包材厚度工作温度(纤芯)LTBRSTBR
        8.2 ± 0.2 μm单模125 ± 7 μm双丙烯酸酯245 ± 5 μm-60 至 85 °C4 厘米2 厘米
单模光纤使用 SMF-28e+ 内核,一般使用在通讯行业(1260 – 1700 nm)
在低于 λc = 1260 nm的波段下表现不佳

数值孔径

光纤将光从光纤的一端传输到另一端,同时将能量损失降到最低。光纤的工作原理是全反射。当光从一种介质进入另一种介质时,传播方向会发生改变。根据Snell定律,光线的出射角度可以通过两种材料的折射率预测出来。当角度与界面垂直(90º)时,进入第二种介质的透射率最大,反射率最小。当角度与界面越接近平行时,反射率越大。在临界角和临界角以下,透射率为 0%,反射率为 100%(见下图)。

Light-Through-an-Optical-FIber-2-1.jpg

斯涅尔定律可用于预测临界角,也可用于预测发射角或出射角 θmax,其依据是核心材料n1)和包层材料n2)的折射率。角度还取决于介质的折射率(n)。

Snells_Law.png

等式的左边称为数值孔径(NA),决定了光纤可接收或发射角度的大小范围。 。

海洋光学大多数光纤的数值孔径NA都为0.22(如下表所示)。若光纤处于真空或空气中,光纤的发散半角即全反射角为 θmax=12.7°(全角大约25°)。当光射向光纤末端时,所有在 ±12.7° 锥角范围内的光线或轨迹都会通过全反射沿光纤向下传播。所有超过该角度的光都会穿过包层而消失。在光纤的另一端,光以 ±12.7° 的圆锥形射出。

光纤有多种类型,数值孔径也各不相同。 虽然数值孔径较大的光纤比数值孔径较小的光纤能收集更多的光,但重要的是要观察系统的两端,以确保能使用从较高角度射出的光。在光传感中,一端收集来自实验的光,另一端将光引向探测器。任何没有到达探测器的光都会被浪费掉。

光纤类型数值孔径全角
单模0.1416.1°
VIS/NIR0.2225.4°
UV/VIS0.2225.4°
SR0.2225.4°
XSR0.2225.4°

光纤衰减

低于 300 nm波段的紫外线辐射会降低硅胶光纤的传输性能,导致光纤衰减(光纤材料受到紫外线(UV)辐射的影响,导致信号质量的降低光纤性能下降的一种现象)。对于 300 nm以下的应用,我们建议使用抗紫外老化光纤。

高透过率和耐用性的 XSR 光纤

用于光谱分析的抗紫外老化光纤(XSR)和探头采用专有工艺制造,可增强紫外波段的传输能力(可传输180nm),并具有显著的抗紫外降解能力,是深紫外应用(<300纳米)的理想之选。海洋光学是可提供 XSR 光纤的光谱仪制造商。