Em sistemas de laser acoplados a fibra, a escolha da fibra óptica determina diretamente a qualidade do feixe, a estabilidade do sistema e a adequação da aplicação.e as fibras que mantêm a polarização podem parecer similares externamenteUma selecção incorreta pode conduzir a perda de acoplamento, distorção do feixe ou instabilidade a longo prazo.
1Fibra de modo único (SMF: Single-Mode Fiber)
A fibra de modo único suporta apenas o modo de propagação fundamental (LP01).
Características principais:
- Apenas um modo de propagação (sem dispersão intermodal)
- Excelente qualidade do feixe (M2 próximo de 1)
- Alta coerência espacial
- Requer alta precisão de acoplamento
Aplicações típicas:
- Fornecimento de saída de laser de fibra
- Sistemas de comunicação óptica
- Detecção interferométrica e LIDAR
- Experimentos ópticos de alta precisão
2Fibra multimodo (MMF)
A fibra multimodo tem um tamanho de núcleo muito maior (geralmente 50 μm, 62,5 μm, 105 μm ou até 200 μm), permitindo vários modos de propagação simultaneamente.
Características principais:
- Alta eficiência e tolerância de acoplagem
- Capazes de suportar uma potência óptica superior
- Dispersão modal significativa
- O feixe de saída é menos focado e mais difuso.
Aplicações típicas:
- Sistemas de iluminação a laser
- Processamento industrial (de baixa a média precisão)
- Iluminação e terapia médica
- Fornecimento de luz da bomba
3Fibra de modo único (PMF) que mantém a polarização
A fibra que mantém a polarização é baseada em fibra de modo único, mas incorpora estruturas de estresse (por exemplo, desenhos Panda ou Bow-Tie) para preservar o estado de polarização durante a propagação.
Características principais:
- Mantenha o estado de polarização linear
- Alta resistência a perturbações ambientais (temperatura, tensão)
- Maior estabilidade e coerência entre os tipos de fibras
- Custo mais elevado e requisitos de alinhamento mais rigorosos
Aplicações típicas:
- Sensores interferométricos (por exemplo, giroscópios de fibra óptica)
- Comunicação óptica coerente
- Sistemas a laser de alta estabilidade
- Metrologia de precisão e óptica quântica
4Resumo da comparação
| Tipo de fibra | Modos | Dificuldade de acoplamento | Qualidade do feixe | Estabilidade | Utilização típica |
|---|---|---|---|---|---|
| Modo único | 1 | Alto | Excelente. | Alto | Laser, comunicação |
| Multimodo | Múltiplos | Baixo | Médio | Médio | Industrial, iluminação |
| PM de modo único | 1 + controlo da polarização | Muito elevado | Excelente. | Muito elevado | Sistemas de precisão |
5Como escolher fibra para sistemas laser acoplados a fibra
A selecção não é sobre qual fibra é melhor, mas qual corresponde aos requisitos do sistema:
- Se a qualidade do feixe e a consistência do feixe de longa distância forem a prioridade →Fibras mono-modas
- Se a alta potência óptica e o fácil acoplamento são mais importantes →Fibra multimodo
- Se a estabilidade da polarização e a repetibilidade do sistema são críticas →Fibra mono-modo PM
No projeto de módulos a laser de fibra acoplada reais, devem também ser considerados fatores adicionais:
- Ângulo de divergência do diodo laser
- Aperfeiçoamento da abertura numérica (NA)
- Projeto da lente de engate
- Estabilidade térmica e estrutura da embalagem
Conclusão
Como fabricante de módulos de laser acoplados a fibra, a AIMLASER pode fornecer módulos de laser de modo único, multimodo,e soluções de acoplamento de fibras que mantêm a polarização adaptadas a diferentes requisitos de aplicação, otimizando o desempenho e a fiabilidade globais do sistema.