Como é que um dispositivo que combina vários feixes de laser num só afecta o desempenho do laser de fibra? Este artigo aborda os combinadores de fibra, essenciais para maximizar a potência de saída do laser e a qualidade do feixe. Os leitores ficarão a conhecer os diferentes tipos de combinadores de fibra, as suas funções e a forma como são fabricados para garantir um desempenho ótimo nos sistemas laser. Obtenha informações sobre esta tecnologia crucial e as suas aplicações na melhoria das operações laser.
O combinador de fibra ótica é um tipo de dispositivo de ligação de fibra ótica que utiliza a tecnologia de fusão de precisão da fibra ótica para maximizar o acoplamento da energia ótica da fibra ótica transmissora para a fibra ótica recetora, minimizando simultaneamente qualquer impacto no sistema decorrente da sua presença no percurso ótico.
O combinador de fibra desempenha um papel crucial nos sistemas de laser de fibra. A sua qualidade não só afecta diretamente a potência e a qualidade do feixe do laser de fibra, como também fornece uma garantia crucial para o funcionamento seguro e estável do laser.
Com base na sua função, os combinadores de fibra podem ser classificados em dois tipos: combinadores de potência e combinadores de bomba.
Combinador de bombas
Combinador de potência
Os combinadores de fibras podem também ser classificados com base na sua composição em dois tipos: Combinadores de fibras N×1 sem uma fibra de sinal e combinadores de fibras (N+1)×1 com uma fibra de sinal.
O combinador de fibras (N+1)×1 difere do combinador N×1 pelo facto de incluir uma fibra de sinal no seu centro. Durante o processo de fabrico, as N fibras ópticas devem ser dispostas de forma precisa e simétrica em torno da fibra de sinal, que serve de entrada para a luz de sinal.
Tanto o combinador de potência como o combinador de bomba pertencem à categoria dos combinadores N×1. A função específica depende do modelo das fibras de entrada de N canais.
Se as fibras de canal N forem fibras monomodo ou fibras de grande campo de modo, podem ser diretamente ligadas a lasers N para aumentar a potência de saída do laser, dando origem a um combinador de potência.
Se as fibras de canal N forem fibras multimodo, são ligadas a N fontes de bombagem para aumentar a potência de bombagem do laser, formando um combinador de bombagem.
Combinador de fibras ópticas N × 1
Os combinadores de feixes (N+1) × 1 são especificamente utilizados para feixes de bombagem e encontram-se principalmente em sistemas de amplificação de fibras ópticas.
A fibra central no combinador é uma fibra monomodo que transmite a luz de sinal, enquanto as N fibras multimodo circundantes servem como fibras de bomba para a transmissão da luz de bomba.
Este tipo de combinador é normalmente utilizado em configurações MOPA (Master Oscillator Power Amplifier).
(N+1) × 1 combinador de fibras ópticas
A fibra central do combinador de bomba lateral serve como fibra de sinal, e o seu núcleo é um guia de ondas monomodo ou quase monomodo concebido para a transmissão de laser. As seis fibras periféricas são usadas para transmitir a luz da bomba.
Depois de estas sete fibras ópticas estarem ordenadas, são fundidas, extraídas e unidas à fibra ótica de dupla camada de saída.
Combinador de fibras com bomba final Combinador de fibras com bomba final
A principal diferença entre um combinador de bomba lateral e um combinador de bomba final é que a fibra da bomba num combinador de bomba lateral está ligada ao revestimento da fibra de sinal sem sofrer fusão ou afunilamento, enquanto que num combinador de bomba final a fibra de sinal é fundida e afunilada.
Consequentemente, em princípio, a transmissão de sinal de um combinador de bomba lateral é superior à de um combinador de bomba final.
Combinador de fibras com bombeamento lateral
O combinador de potência tem uma estrutura básica composta por três partes: fibra de entrada, feixe de fibras cónicas fundidas e fibra de saída.
Estrutura básica do combinador de potência
Para garantir que o feixe de fibras se funde e afunila bem com a fibra de saída, a secção transversal do feixe de fibras deve ser circular e as fibras da bomba devem estar dispostas num padrão geométrico específico, normalmente numa forma hexagonal regular.
Durante o processo de fabrico, os feixes de fibras de entrada são primeiro montados e depois fundidos e afilados para formar um feixe de fibras cónicas fundidas. A cintura cónica do feixe de fibras cónicas fundidas é então cortada e fundida com a fibra de saída.
Para garantir a estabilidade e a longevidade do combinador de feixes, é concebida uma estrutura robusta de embalagem e dissipação de calor. O cobre ou o alumínio, com elevada condutividade térmica, são normalmente utilizados como invólucro da embalagem e, se necessário, pode ser integrado um sistema de arrefecimento a água na embalagem metálica.
Os lasers de fibra ligam dispositivos de fibra através de soldadura. A fusão de fibras de alta qualidade é crucial para alcançar uma maior potência. No entanto, ocorrem inevitavelmente perdas durante o processo de processo de soldaduraque acumulam luz e calor ao longo do tempo, podendo conduzir a uma deterioração da qualidade do feixe ou a danos nos componentes ópticos.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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