Thorlabs掺镱光纤
- 产品型号：
- 更新时间：2024-04-19
- 产品介绍：Thorlabs掺镱光纤，用于光学放大器、ASE光源以及高功率脉冲和连续波激光器应用，工作功率范围从毫瓦到100瓦，发光波长1000 - 1100 nm。这种光纤由芬兰的nLight, Inc.生产，使用了的掺杂光纤生产技术：Liekki纳米粒子直接沉积（DND）。Liekki DND技术能够满足光纤应用的要求，比如短光纤、不损坏纤芯的平坦折射率剖面、以及较高的纤芯包层比
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产品介绍
| 品牌 | Thorlabs | 价格区间 | 面议 |
|---|---|---|---|
| 组件类别 | 光学元件 | 应用领域 | 电子 |
Thorlabs掺镱光纤
Thorlabs掺镱光纤特性
掺镱石英光纤，用于约1000nm- 1100 nm光纤激光器和放大器
提供单模光纤和大模场光纤
纤芯泵浦或包层泵浦设计，用于1 mW- >100 W的输出功率
下面也出售匹配的无源光纤
几何形状符合有源光纤的行业标准，包层Ø125、Ø250或Ø400 µm
Thorlabs提供的掺镱光纤，用于光学放大器、ASE光源以及高功率脉冲和连续波激光器应用，工作功率范围从毫瓦到100瓦，发光波长1000 - 1100 nm。这种光纤由芬兰的nLight, Inc.生产，使用了的掺杂光纤生产技术：Liekki纳米粒子直接沉积(DND)。Liekki DND技术能够满足光纤应用的要求，比如短光纤、不损坏纤芯的平坦折射率剖面、以及较高的纤芯-包层比(大模场双包层光纤)。
掺镱光纤可选纤芯泵浦或者包层泵浦(双包层)设计。纤芯泵浦光纤非常适合低功率应用，有源光纤长度很短，其类似远程通信的几何形状便于拼接和处理，并且兼容低成本泵浦二极管和标准无源单模(SM)光纤。
与纤芯泵浦有源光纤相比，包层泵浦双包层的效率更高，输出功率更高。包层泵浦光纤为双包层，意味着光纤的镀层作为第二包层，允许*包层具备波导功能。一般地，双包层光纤的纤芯为低NA单模光纤或者大模场(LMA)光纤，用于激发光；*包层为高NA和多模，用于泵浦光。
我们也供应保偏掺镱光纤。
Item # | Type | Absorption | Pump | Core | Cladding |
YB1200-4/125 | SMa | 280 ± 50 dB/m | Core | 4.4 ± 0.8 μm MFD | 125 ± 2 μm |
YB1200-6/125DC | SMa | 0.55 ± 0.1 dB/m | Cladding | 7.0 ± 0.5 μm MFD | 125 ± 2 μm |
YB1200-10/125DC | LMAb | 1.7 ± 0.3 dB/m | 10.0 ± 1.0 μm | 125 ± 2 μm | |
YB1200-20/400DC | LMAb | 0.6 ± 0.1 dB/m | 20.0 ± 1.5 μm | 400 ± 10 μm | |
YB1200-25/250DC | LMAb | 2.3 ± 0.3 dB/m | 25.0 ± 1.5 μm | 250 ± 5 μm | |
YB2000-10/125DC | LMAb | 2.0 ± 0.4 dB/m | 10 ± 1.0 μm | 125 ± 2 μm |
纤芯泵浦光纤横截面
包层泵浦光纤横截面
Active Fibers Selection Guide | ||
Ytterbium-Doped SM and LMAYtterbium-Doped PMErbium-Doped SM and LMA | Ytterbium-Doped SM and LMAYtterbium-Doped PMErbium-Doped SM and LMA | Ytterbium-Doped SM and LMAYtterbium-Doped PMErbium-Doped SM and LMA |
纤芯泵浦单模光纤
Item # | YB1200-4/125 |
Cladding Geometry | Round |
Peak Core Absorption @ 976 nm (Nominal) | 1200 dB/m |
Core Absorption @ 920 nm | 280 dB/m |
MFD | 4.4 ± 0.8 μm |
Cladding Diameter | 125 ± 2 μm |
Coating Diameter | 245 ± 15 μm |
Core Numerical Aperture (NA) (Nominal) | 0.2 |
Cladding NA | >0.46 |
Cut-Off Wavelength | 1010 ± 70 nm |
Coating Material | High-Index Acrylate |
Core Concentricity Error | ≤0.7 μm |
Proof Test | ≥100 kpsi |
Core Index | Proprietarya |
Cladding Index | Proprietarya |
a. 很抱歉我们不能提供更多信息。
包层泵浦、双包层SM和LMA光纤
Item # | YB1200-6/125DC | YB1200-10/125DC | YB1200-20/400DC | YB1200-25/250DC | YB2000-10/125DC |
Cladding Geometry | Octagonal | ||||
Peak Cladding Absorption @ 976 nm (Nominal) | 2.4 dB/m | 7.4 dB/m | 2.6 dB/m | 9.9 dB/m | - |
Cladding Absorption @ 920 nm | 0.55 ± 0.1 dB/m | 1.7 ± 0.3 dB/m | 0.6 ± 0.1 dB/m | 2.3 ± 0.3 dB/m | 2.0 ± 0.4 dB/m |
MFD | 7.0 ± 0.5 μm | 11.1 µma | 16.6 µma | 19.3 µma | - |
Core Diameter | - | 10.0 ± 1.0 µm | 20.0 ± 1.5 µm | 25.0 ± 1.5 µm | 10 ± 1.0 µm |
Cladding Diameterb | 125 ± 2 μm | 125 ± 2 μm | 400 ± 10 μm | 250 ± 5 μm | 125 ± 2 μm |
Coating (Second Cladding) Diameter | 245 ± 15 μm | 245 ± 15 μm | 520 ± 15 μm | 350 ± 15 μm | 245 ± 15 μm |
Core Numerical Aperture (NA) | 0.12a | 0.080 ± 0.005 | 0.070 ± 0.005 | 0.070 ± 0.005 | 0.12 ± 0.02 |
Cladding NA | ≥0.48 | ≥0.48 | ≥0.48 | ≥0.48 | >0.46 |
Coating Material | Low-Index Acrylate | Low-Index Acrylate | Low-Index Acrylate | Low-Index Acrylate | Low-Index Acrylate |
Core Concentricity Error | ≤1.0 μm | ≤1.0 μm | ≤1.2 μm | ≤1.0 μm | < 1.5 μm |
Proof Test | ≥100 kpsi | ≥100 kpsi | ≥100 kpsi | ≥100 kpsi | >100 kpsi |
Core Index | Proprietaryc | ||||
Cladding Index | Proprietaryc | ||||
a. 标称值
b. 八边形包层相对平面的测量值。
c. 很抱歉我们不能提供更多信息。
匹配的无源LMA光纤
Item # | P-6/125DC | P-10/125DC | P-20/400DC | P-25/250DC |
Matching Active Fiber | YB1200-6/125DC | YB1200-10/125DC | YB1200-20/400DC | YB1200-25/250DC |
Cladding Geometry | Round | |||
Core Diameter | 7 ± 0.5 µma | 10 ± 1.0 µm | 20 ± 1.5 µm | 25 ± 1.5 µm |
Cladding Diameter | 125 ± 2 μm | 400 ± 5 µm | 250 ± 5 µm | |
Coating (Second Cladding) Diameter | 245 ± 15 μm | 520 ± 15 µm | 350 ± 15 µm | |
Core Numerical Aperture (NA) | 0.12 (Nominal) | 0.08 ± 0.005 | 0.07 ± 0.005 | |
Cladding NA | ≥0.48 | |||
Coating Material | Low-Index Acrylate | |||
Proof Test | ≥100 kpsi | |||
Core Index | Proprietaryb | |||
Cladding Index | Proprietaryb | |||
a. 纤芯直径规格是指在1060 nm处的远场模场直径。
b. 很抱歉我们不能提供更多信息。
损伤阀值
激光诱导的光纤损伤
以下教程详述了无终端(裸露的)、有终端光纤以及其他基于激光光源的光纤元件的损伤机制，包括空气-玻璃界面(自由空间耦合或使用接头时)的损伤机制和光纤玻璃内的损伤机制。诸如裸纤、光纤跳线或熔接耦合器等光纤元件可能受到多种潜在的损伤(比如，接头、光纤端面和装置本身)。光纤适用的大功率始终受到这些损伤机制的小值的限制。
虽然可以使用比例关系和一般规则估算损伤阈值，但是，光纤的损伤阈值在很大程度上取决于应用和特定用户。用户可以以此教程为指南，估算大程度降低损伤风险的安全功率水平。如果遵守了所有恰当的制备和适用性指导，用户应该能够在的大功率水平以下操作光纤元件；如果有元件并未大功率，用户应该遵守下面描述的"实际安全水平"该，以安全操作相关元件。可能降低功率适用能力并给光纤元件造成损伤的因素包括，但不限于，光纤耦合时未对准、光纤端面受到污染或光纤本身有瑕疵。关于特定应用中光纤功率适用能力的深入讨论，请联系技术支持techsupport-cn@thorlabs.com。
Quick Links |
Damage at the Air / Glass Interface |
Intrinsic Damage Threshold |
Preparation and Handling of Optical Fibers |
空气-玻璃界面的损伤
空气/玻璃界面有几种潜在的损伤机制。自由空间耦合或使用光学接头匹配两根光纤时，光会入射到这个界面。如果光的强度很高，就会降低功率的适用性，并给光纤造成性损伤。而对于使用环氧树脂将接头与光纤固定的终端光纤而言，高强度的光产生的热量会使环氧树脂熔化，进而在光路中的光纤表面留下残留物。
损伤的光纤端面
未损伤的光纤端面
裸纤端面的损伤机制
光纤端面的损伤机制可以建模为大光学元件，紫外熔融石英基底的工业标准损伤阈值适用于基于石英的光纤(参考右表)。但是与大光学元件不同，与光纤空气/璃界面相关的表面积和光束直径都非常小，耦合单模(SM)光纤时尤其如此，因此，对于给定的功率密度，入射到光束直径较小的光纤的功率需要比较低。
右表列出了两种光功率密度阈值：一种理论损伤阈值，一种"实际安全水平"。一般而言，理论损伤阈值代表在光纤端面和耦合条件非常好的情况下，可以入射到光纤端面且没有损伤风险的大功率密度估算值。而"实际安全水平"功率密度代表光纤损伤的低风险。超过实际安全水平操作光纤或元件也是有可以的，但用户必须遵守恰当的适用性说明，并在使用前在低功率下验证性能。
计算单模光纤和多模光纤的有效面积
单模光纤的有效面积是通过模场直径(MFD)定义的，它是光通过光纤的横截面积，包括纤芯以及部分包层。耦合到单模光纤时，入射光束的直径必须匹配光纤的MFD，才能达到良好的耦合效率。
例如，SM400单模光纤在400 nm下工作的模场直径(MFD)大约是Ø3 µm，而SMF-28 Ultra单模光纤在1550 nm下工作的MFD为Ø10.5 µm。则两种光纤的有效面积可以根据下面来计算：
SM400 Fiber:Area= Pi x (MFD/2)2 = Pi x (1.5µm)2 = 7.07 µm2= 7.07 x 10-8cm2
SMF-28 Ultra Fiber: Area = Pi x (MFD/2)2 = Pi x (5.25 µm)2= 86.6 µm2= 8.66 x 10-7cm2
为了估算光纤端面适用的功率水平，将功率密度乘以有效面积。请注意，该计算假设的是光束具有均匀的强度分布，但其实，单模光纤中的大多数激光束都是高斯形状，使得光束中心的密度比边缘处更高，因此，这些计算值将略高于损伤阈值或实际安全水平对应的功率。假设使用连续光源，通过估算的功率密度，就可以确定对应的功率水平：
SM400 Fiber: 7.07 x 10-8cm2x 1MW/cm2= 7.1 x10-8MW =71 mW (理论损伤阈值)
7.07 x 10-8cm2x 250 kW/cm2= 1.8 x10-5kW = 18 mW (实际安全水平)
SMF-28 Ultra Fiber: 8.66 x 10-7cm2x 1MW/cm2= 8.7 x10-7MW =870mW (理论损伤阈值)
8.66 x 10-7cm2x 250 kW/cm2= 2.1 x10-4kW =210 mW (实际安全水平)
多模(MM)光纤的有效面积由纤芯直径确定，一般要远大于SM光纤的MFD值。如要获得佳耦合效果，Thorlabs建议光束的光斑大小聚焦到纤芯直径的70 - 80%。由于多模光纤的有效面积较大，降低了光纤端面的功率密度，因此，较高的光功率(一般上千瓦的数量级)可以无损伤地耦合到多模光纤中。
Estimated Optical Power Densities on Air / Glass Interfacea | ||
Type | Theoretical Damage Thresholdb | Practical Safe Levelc |
CW | ~1 MW/cm2 | ~250 kW/cm2 |
10 ns Pulsed | ~5 GW/cm2 | ~1 GW/cm2 |
所有值针对无终端(裸露)的石英光纤，适用于自由空间耦合到洁净的光纤端面。
这是可以入射到光纤端面且没有损伤风险的大功率密度估算值。用户在高功率下工作前，必须验证系统中光纤元件的性能与可靠性，因其与系统有着紧密的关系。
这是在大多数工作条件下，入射到光纤端面且不会损伤光纤的安全功率密度估算值。
插芯/接头终端相关的损伤机制
有终端接头的光纤要考虑更多的功率适用条件。光纤一般通过环氧树脂粘合到陶瓷或不锈钢插芯中。光通过接头耦合到光纤时，没有进入纤芯并在光纤中传播的光会散射到光纤的外层，再进入插芯中，而环氧树脂用来将光纤固定在插芯中。如果光足够强，就可以熔化环氧树脂，使其气化，并在接头表面留下残渣。这样，光纤端面就出现了局部吸收点，造成耦合效率降低，散射增加，进而出现损伤。
与环氧树脂相关的损伤取决于波长，出于以下几个原因。一般而言，短波长的光比长波长的光散射更强。由于短波长单模光纤的MFD较小，且产生更多的散射光，则耦合时的偏移也更大。
为了大程度地减小熔化环氧树脂的风险，可以在光纤端面附近的光纤与插芯之间构建无环氧树脂的气隙光纤接头。我们的高功率多模光纤跳线就使用了这种设计特点的接头。
曲线图展现了带终端的单模石英光纤的大概功率适用水平。每条线展示了考虑具体损伤机制估算的功率水平。大功率适用性受到所有相关损伤机制的低功率水平限制(由实线表示)。
制备和处理光纤
通用清洁和操作指南
建议将这些通用清洁和操作指南用于所有的光纤产品。而对于具体的产品，用户还是应该根据辅助文献或手册中给出的具体指南操作。只有遵守了所有恰当的清洁和操作步骤，损伤阈值的计算才会适用。
安装或集成光纤(有终端的光纤或裸纤)前应该关掉所有光源，以避免聚焦的光束入射在接头或光纤的脆弱部分而造成损伤。
光纤适用的功率直接与光纤/接头端面的质量相关。将光纤连接到光学系统前，一定要检查光纤的末端。端面应该是干净的，没有污垢和其它可能导致耦合光散射的污染物。另外，如果是裸纤，使用前应该剪切，用户应该检查光纤末端，确保切面质量良好。
如果将光纤熔接到光学系统，用户先应该在低功率下验证熔接的质量良好，然后在高功率下使用。熔接质量差，会增加光在熔接界面的散射，从而成为光纤损伤的来源。
对准系统和优化耦合时，用户应该使用低功率；这样可以大程度地减少光纤其他部分(非纤芯)的曝光。如果高功率光束聚焦在包层、涂覆层或接头，有可能产生散射光造成的损伤。
高功率下使用光纤的注意事项一般而言，光纤和光纤元件应该要在安全功率水平限制之内工作，但在理想的条件下(佳的光学对准和非常干净的光纤端面)，光纤元件适用的功率可能会增大。用户先必须在他们的系统内验证光纤的性能和稳定性，然后再提高输入或输出功率，遵守所有所需的安全和操作指导。以下事项是一些有用的建议，有助于考虑在光纤或组件中增大光学功率。
要防止光纤损伤光耦合进光纤的对准步骤也是重要的。在对准过程中，在取得佳耦合前，光很容易就聚焦到光纤某部位而不是纤芯。如果高功率光束聚焦在包层或光纤其它部位时，会发生散射引起损伤
使用光纤熔接机将光纤组件熔接到系统中，可以增大适用的功率，因为它可以大程度地减少空气/光纤界面损伤的可能性。用户应该遵守所有恰当的指导来制备，并进行高质量的光纤熔接。熔接质量差可能导致散射，或在熔接界面局部形成高热区域，从而损伤光纤。
连接光纤或组件之后，应该在低功率下使用光源测试并对准系统。然后将系统功率缓慢增加到所希望的输出功率，同时周期性地验证所有组件对准良好，耦合效率相对光学耦合功率没有变化。
由于剧烈弯曲光纤造成的弯曲损耗可能使光从受到应力的区域漏出。在高功率下工作时，大量的光从很小的区域(受到应力的区域)逃出，从而在局部形成产生高热量，进而损伤光纤。请在操作过程中不要破坏或突然弯曲光纤，以尽可能地减少弯曲损耗。
用户应该针对给定的应用选择合适的光纤。例如，大模场光纤可以良好地代替标准的单模光纤在高功率应用中使用，因为前者可以提供更佳的光束质量，更大的MFD，且可以降低空气/光纤界面的功率密度。
阶跃折射率石英单模光纤一般不用于紫外光或高峰值功率脉冲应用，因为这些应用与高空间功率密度相关。
纤芯泵浦单模掺镱光纤，单包层
纤芯泵浦设计
远程通信型光纤几何形便于处理、拼接和连接
与HI1060-型无源单模光纤拼接良好
应用
低噪声、低功率前置放大器
ASE光源
连续波和脉冲激光器和放大器
Liekki YB1200-4/125是一种用于低噪声、低非线性前置放大器和激光器的高掺镱光纤。它是用于纤芯泵浦应用的单包层光纤。对于用双包层光纤做功率放大器的光纤放大器中，这种光纤是用作前置放大器的理想选择。
这种光纤的远程通信几何形状使之兼容低成本泵浦二极管、标准单模无源光纤、以及标准远程通信接头和拼接技术。
Item # | Cladding | Absorption | Mode Field | Cladding | Coating | Core NA | Cut-Off | Core Index | Cladding Index |
YB1200-4/125 | Round | 280 dB/m | 4.4 µm @ 1060 nm | 125 ± 2 µm | 245 ± 15 µm | 0.2 | 1010 ± 70 nm | Proprietarya | Proprietarya |
a. 由于保密协议，很遗憾我们无法提供更多信息。
产品型号 | 公英制通用 |
YB1200-4/125 | 掺镱单模光纤，模场直径4.4 µm |
包层泵浦SM和LMA掺镱光纤，双包层
包层泵浦设计
单模或大模场面积工作
高泵浦吸收、光暗化效应低
斜率效率高（75-84%）
应用
高平均功率的脉冲放大器
中等和高功率脉冲和连续波激光器
材料处理
激光雷达
距离测量
这些掺镱双包层光纤是高达20瓦的中等和高功率应用的理想选择，包括光纤功率放大器。高效工作的典型斜率效率为75%到84%。用于LMA版本的匹配被动光纤在下面有售。
每种光纤的斜率效率曲线请见下表
主要特性 | |
YB1200-6/125DC | 远程通信几何形兼容光栅和组合器等标准组件 |
YB1200-10/125DC | 包层高吸收率和单模纤芯是基于光纤的功率放大器的理想选择 |
YB1200-20/400DC | Ø400微米包层兼容工业标准的高功率泵浦激光器和传输光纤 |
YB1200-25/250DC | 高包层吸收率和高效率用于高平均功率脉冲光纤放大器 |
YB2000-10/125DC | 高掺杂浓度耐光暗化效应 |
Item # | Cladding | Absorption | Core | Cladding | Coating (Second | Core NA | Cladding NA | Slope | Core | Cladding |
YB1200-6/125DC | Octagonal | 0.55 ± 0.1 dB/m | 7.0 ± 0.5 µm MFD | 125 ± 2 µm | 245 ± 15 µm | 0.12b | ≥0.48 |
| Proprietaryc | Proprietaryc |
YB1200-10/125DC | 1.7 ± 0.3 dB/m | 10.0 ± 1.0 µm | 125 ± 2 µm | 245 ± 15 µm | 0.080 ± 0.005 |
| ||||
YB1200-20/400DC | 0.6 ± 0.1 dB/m | 20.0 ± 1.5 µm | 400 ± 10 µm | 520 ± 15 µm | 0.070 ± 0.005 | ≥0.48 |
| |||
YB1200-25/250DC | 2.3 ± 0.3 dB/m | 25.0 ± 1.5 µm | 250 ± 5 µm | 350 ± 15 µm | 0.070 ± 0.005 | ≥0.48 |
| |||
YB2000-10/125DC | 2.0 ± 0.4 dB/m | 10 ± 1.0 µm | 125 ± 2 µm | 245 ± 15 µm | 0.12 ± 0.02 | >0.46 |
a. 八边形包层相对平面的测量值。
b. 标称值
c. 由于保密协议，很遗憾我们无法提供更多信息。
产品型号 | 公英制通用 |
YB1200-6/125DC | 大模场面积双包层掺镱光纤，模场直径6微米 |
YB1200-10/125DC | 大模场面积双包层掺镱光纤，芯径10微米 |
YB1200-20/400DC | 大模场面积双包层掺镱光纤，芯径20微米 |
YB1200-25/250DC | 大模场面积双包层掺镱光纤，芯径25微米 |
YB2000-10/125DC | 大模场面积双包层高掺镱光纤，芯径10微米 |
匹配的双包层无源光纤
经过优化以耦合有源掺杂光纤
提供单模和大模场(LMA)选项
符合行业标准的几何形状，便于处理
这些无源光纤非常适合与上面出售的有源光纤拼接。选择合适的纤芯直径和数值孔径匹配有源光纤，以维持通过光纤激光器或放大器的光束质量。外包层直径设计环绕有源光纤，以使从无源到有源光纤的泵浦耦合损耗低。
这些无源光纤镀有低折射率的丙烯酸，用于泵浦有源光纤。如有特殊要求，也可提供高折射率丙烯酸酯镀膜；具体请联系技术支持。
Item # | Compatible | Cladding | Core | Cladding | Coating (Second | Core NA | Cladding NA | Proof Test | Core Index | Cladding Index |
P-6/125DC | YB1200-6/125DC | Round | 7 ± 0.5 µma | 125 ± 2 µm | 245 ± 15 µm | 0.12 (Nominal) | ≥0.48 | ≥100 kpsi | Proprietaryb | Proprietaryb |
P-10/125DC | YB1200-10/125DC | 10 ± 1 µm | 0.08 ± 0.005 | |||||||
P-20/400DC | YB1200-20/400DC | 20 ± 1.5 µm | 400 ± 5 µm | 520 ± 15 µm | 0.07 ± 0.005 | |||||
P-25/250DC | YB1200-25/250DC | 25 ± 1.5 µm | 250 ± 5 µm | 350 ± 15 µm |
a. 纤芯直径规格是指在1060 nm处的远场模场直径。
b. 很抱歉我们无法提供更多信息。
产品型号 | 公英制通用 |
P-6/125DC | NEW!无源单模双包层光纤，纤芯6 µm，匹配YB1200-6/125DC |
P-10/125DC | 无源LMA双包层光纤，纤芯10 µm，匹配YB1200-10/125DC(-PM) |
P-20/400DC | NEW!无源LMA双包层光纤，纤芯20 µm，匹配YB1200-20/400DC |
P-25/250DC | NEW!无源LMA双包层光纤，纤芯20 µm，匹配YB1200-25/250DC |
纤芯泵浦光纤横截面
包层泵浦光纤横截面
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