Для достижения наилучшей производительности системы важно выбирать оптические волокна, которые позволяют передавать излучение во всем интересующем Вас диапазоне длин волн. Это сведет к минимуму потерю света, проходящего через соединение оптоволоконное соединение, а также уменьшит затухание некоторых длин волн по сравнению с другими. При работе в ультрафиолетовой части спектра, особенно ниже 300 нм, важно использовать волокна, устойчивые к соляризации, так как другие волокна со временем станут менее пропускающими на этих длинах волн (эффект соляризации).

Ниже приведены спектры затухания, по которым можно определить наиболее подходящий тип волокна для вашего приложения. Помните, что 1 дБ эквивалентен ~21% потери света при передаче.

Маркировка волокон Ocean Optics

Оптические волокна и зонды Ocean Optics четко и ясно маркированы тремя способами, так что вы всегда можете определить модель кабеля, диаметр сердцевины используемого волокна и его рабочий диапазон длин волн, обеспечивающий максимальную эффективность.

Цвета защитных колпачков

Цвет колпачка позволяет определить тип волокна и его наиболее эффективный диапазон длин волн.

Цвет полоски

Цветная полоса на кабеле указывает на диаметр сердцевины волокна.

Защитная оболочка (кожух)

Защитная оболочка волокна предназначена для его защиты и предотвращения натяжения. Выбор материала оболочки зависит от окружающей среды и области применения, в которой будет использоваться волокно.

Радиус изгиба и механические характеристики

Оптическое волокно работает путем переноса света по сердечнику волокна из-за различий в показателе преломления между сердечником и оболочкой. Затем наносится гибкий буферный материал в один или несколько слоев для повышения гибкости и защиты стеклянного сердечника/оболочки. Даже с этим дополнительным покрытием все еще существуют ограничения на то, насколько сильно волокно может быть согнуто без риска микроскопических трещин, которые могут привести к разрывам.

LTBR (долгосрочный радиус изгиба): Соблюдайте минимальный радиус, разрешенный для условий хранения.

STBR (краткосрочный радиус изгиба): Соблюдайте минимальный радиус, разрешенный при использовании и обращении.

Механические характеристики волокон типа VIS/NIR, UV/VIS, SR

VIS/NIR — многомодовое волокно со ступенчатым показателем преломления с сердечником из плавленого кварца с низким содержанием ОН и стеклянной оболочкой (400–2100 нм)

UV/VIS — многомодовое волокно со ступенчатым показателем преломления с сердечником из плавленого кварца с высоким содержанием ОН и стеклянной оболочкой (300–1100 нм)

SR — многомодовое волокно со ступенчатым показателем преломления с сердечником из плавленого кварца с высоким содержанием ОН и стеклянной оболочкой (200–1100 нм)

Механические характеристики волокон типа XSR

XSR — многомодовое волокно со ступенчатым показателем преломления, сердцевиной из плавленого кварца с высоким содержанием ОН и оболочкой из легированного фтором кварца (180–900 нм)

Механические характеристики одномодовых волокон

Одномодовое волокно — это волокно SMF-28e+, оптимизированное для использования в телекоммуникационной области (1260–1700 нм).

Нижняя граница рабочего диапазона одномодового волокнна составляет λc = 1260 нм.

Числовая апертура

Оптические волокна предназначены для передачи света с одного конца волокна на другой с минимальной потерей энергии. Принцип работы оптического волокна — полное внутреннее отражение. Когда свет переходит из одного материала в другой, его направление меняется. Согласно закону Снеллиуса, новый угол светового луча можно предсказать по показателям преломления двух материалов. Когда угол перпендикулярен (90º) границе раздела, передача во второй материал максимальна, а отражение минимально. Отражение увеличивается по мере того, как угол становится ближе к параллельному границе раздела. При критическом угле и ниже критического угла передача составляет 0%, а отражение — 100% (см. рисунок ниже).

Закон Снеллиуса можно сформулировать для прогнозирования критического угла, а также угла входа или выхода θmax из показателя преломления материалов сердцевины (n1) и оболочки (n2). Угол также зависит от показателя преломления среды (n).

Левая часть уравнения называется числовой апертурой (NA) и определяет диапазон углов, под которыми волокно может принимать или излучать свет.

Большинство волокон Ocean Optics имеют числовую апертуру 0,22 (см. таблицу ниже). Если волокно находится в вакууме или воздухе, это означает угол приема θmax 12,7° (полный угол составляет ~25°). Когда свет направлен на конец оптического волокна, все световые лучи или траектории, которые находятся в пределах конуса ±12,7°, распространяются по длине волокна за счет полного внутреннего отражения. Все лучи, которые превышают этот угол, проходят через оболочку и теряются. На другом конце волокна свет выходит в конусе ±12,7°.

Существует множество типов волокон с различными числовыми апертурами. Хотя волокно с большей числовой апертурой соберет больше света, чем волокно с меньшей числовой апертурой, важно смотреть на оба конца системы, чтобы убедиться, что можно использовать свет, выходящий под большим углом. При оптическом считывании один конец собирает свет из среды эксперимента, а другой направляет свет на детектор/спектрометр. Любой свет, который не достигает детектора, будет утерян.

Эффекты соляризации

Ультрафиолетовое излучение ниже 300 нм ухудшает передачу в кварцевых волокнах, что приводит к соляризации (увеличению поглощения света в волокне, которое происходит со временем и влияет на данные). Для приложений ниже 300 нм рекомендуется использовать волокна, устойчивые к соляризации.

Волокна XSR для высокой прозрачности и долговечности

Оптические волокна и зонды, особо устойчивые к соляризации (XSR), производятся с использованием запатентованного процесса для улучшенной передачи УФ-излучения (до 180 нм) и замечательной устойчивости к деградации УФ-излучения, что делает их идеальными для приложений с глубоким УФ-излучением (<300 нм).

Ocean Optics — единственный производитель, предлагающий волокно XSR для спектроскопии.