透反射光纤探头

　　透反射光纤探头，又称为透射光纤探头或透射探头，是在物质分析和检测领域中使用的一种光学探头。与漫反射型不同，透反射探头设计用来通过样品传递光线，然后测量和分析从另一边传出的光线。这种探头常用于测定液体或透明固体样品的吸收特性或其他光谱特性。

　　透射探头可以用于对液体的在线吸光率测量。把探头浸入或固定在液体中就可以测量吸光率。光源的光通过一个标准的SMA905接头可以耦合进由6根光纤（可定制）组成的光纤束，该光纤束把光一直传导到探头末端，通过一个固定间隙由一个漫反射的白色材料反射，反射回来的光进入探测光纤,该光纤会把探测到的数据通过SMA905接头耦合进光谱仪中。

　　为了使探头的探测效率提高，在探头末端的探测光纤被放置在照明光纤的中间。所有的光纤束都装在一段可弯曲的不锈钢套管里，探头端部也是不锈钢材料。在探头中部的金属套圈里光纤束被分成照明和和读出两部分，分别连接到光谱仪和光源。

　　浸入式透射探头可将探头浸入到样品中，样品可自由的从探头侧壁的开口中流入，从而完成对样品光谱的在线观测，多用于在线化学反应、气体成分、水质检测、火焰观测等领域。

　　在传输探头中，光线从照明光纤通过一个平凸透镜进行准直，然后通过开放的探头尖端到达探头顶端的平坦的表面反射镜。光线从这面镜子反射，并通过镜头聚焦到探头内的读取光纤上。

主要特点

　　1.双光纤设计：透反射探头通常含有两根光纤，一根用于将光源发出的光投射到样品上，另一根用来收集样品另一侧传出的光线。

　　2.光线路径：光线经过样品时可能直接传递，或者在样品内部发生一系列的折射和反射。

　　3.样品类型：透反射探头通常用于对液体样品的分析，或是那些至少在一个方向上厚度一致且透光性好的固态样品。

工作原理

　　1.光线透射：光从一个光纤发射，穿过样品，然后由另一个光纤接收。

　　2.光谱分析：通过分析传递光的光谱特性，可以得知样品对不同波长光线的吸收情况。

参数与考虑因素

　　1.光纤数值孔径：这决定了光纤可以接收和发射光线的角度范围，影响光线的强度和焦距。

　　2.样品室设计：对于液体样品，透反射探头的样品室需要防泄漏，容易清洁和更换样品。

　　3.光路长度：样品的厚度或光在样品内部的实际路径长度，影响所测定的吸收率。

　　4.波长范围：探头应与所需检测光谱范围兼容。

　　5.光纤类型：光纤的材质应根据需要透射的波长以及环境条件选择。

　　6.探头的材料与封装：需考虑探头的化学稳定性、耐腐蚀性以及耐温性。

　　7.光源与探测器兼容性：透反射探头需要与特定光源和探测器搭配，以实现有效的光谱传输。

　　8.信号处理能力：处理和分析从探头传出的信号的仪器，须有高灵敏度和适当的分辨率。

应用领域

　　1.化学分析：用于检测溶液中溶质的浓度，例如在生物学实验中检测DNA、蛋白质的浓度等。

　　2.材料科学：分析透明或半透明材料的光谱特性，如玻璃和塑料。

　　3.环境监测：监测水体或大气中的污染物。

　　在选择和使用透反射光纤探头时，须仔细考虑上述参数，确保设备能够准确地测量并分析特定样本的光学特性。

透反射式光纤探头的规格需要根据客户实际需求加工，我们可以提供设计方案并设计图纸，样品仅供测试！

透反射光纤探头内部光纤（以下光纤可根据实际情况选择）

研磨角度类型：

　　PC型（Physical Contact）------插芯端面为球面，RL>40dB

　　UPC型（Ultra PC）---插芯端面为微球面,RL>50dB

　　APC型(Angled PC）---插芯端面为斜球面（常见的为8度角），RL>60dB

PC端面

UPC端面

APC端面

光纤的结构

纤芯

　　1)位置：光纤的中心部位

　　2)材料：高纯度SiO2，掺有极少量的掺杂剂(GeO2，P2O5)，作用是提高纤芯折射率(n1)，以传输光信号

包层

　　1)位置：位于纤芯的周围

　　2)材料：高纯度SiO2，极少量掺杂剂(如B2O3)的作用则是适当降低包层折射率(n2)，使之略低于纤芯折射率，使得光信号能约束在纤芯中传输

涂覆层

　　1)位置：位于光纤的最外层

　　2)结构和材料：包括一次涂覆层，缓冲层和二次涂覆层

　　a)一次涂覆层一般使用丙烯酸酯、有机硅或硅橡胶材料

　　b)缓冲层一般为性能良好的填充油膏(防水)

　　c)二次涂覆层一般多用聚丙烯或尼龙等高聚物

　　3)作用：保护光纤不受水汽侵蚀和机械擦伤，同时又增加光纤的机械强度与可弯曲性，起着延长光纤寿命的作用

　　光纤最小弯曲半径

　　引言

　　光纤是一种传输光信号的重要媒介，它具有高带宽、低延迟和抗干扰等优点，广泛应用于通信、医疗、工业等领域。在光纤的安装和维护过程中，我们需要考虑光纤的最小弯曲半径，以确保光信号的传输质量。

　　光纤最小弯曲半径的定义

　　光纤最小弯曲半径指的是光纤在弯曲过程中所能容忍的最小曲率半径。当光纤的弯曲半径小于最小弯曲半径时，会造成光信号的损失和散射，进而影响光纤通信的质量。因此，不同类型的光纤都有其对应的最小弯曲半径标准。

　　单模光纤的最小弯曲半径标准

　　单模光纤是一种用于传输单一光模式的光纤，其最小弯曲半径标准一般为10倍光纤直径。这是因为单模光纤中，光信号主要沿着光轴传输，对光纤的弯曲比较敏感，较小的弯曲半径会导致光信号的散射和损失。

　　多模光纤的最小弯曲半径标准

　　多模光纤是一种用于传输多种光模式的光纤，其最小弯曲半径标准一般为20倍光纤直径。与单模光纤不同的是，多模光纤中光信号沿着不同的路径传输，对光纤弯曲的容忍度相对较高，因此其最小弯曲半径相对较小。

　　光纤最小弯曲半径的重要性

　　光纤最小弯曲半径的遵守对保证光信号传输质量至关重要。如果光纤的弯曲半径小于最小弯曲半径标准，会导致以下问题：

　　1.光信号损失：光纤的弯曲会导致光信号在弯曲区域发生散射和损失，进而降低信号的传输强度和质量。

　　2.信号衰减和失真：对于频率较高的光信号，弯曲会导致光信号的衰减和相移，进而影响信号的传输速率和精度。

　　3.光纤损坏：较小的弯曲半径会在光纤内部产生过大的应力，进而导致光纤断裂、损坏甚至破裂。

　　因此，遵守光纤最小弯曲半径标准对于确保光纤应用的可靠性和稳定性至关重要。

　　总结

　　光纤最小弯曲半径是保证光纤光信号传输质量的重要因素，不同类型的光纤有其对应的最小弯曲半径标准。遵守光纤最小弯曲半径标准能够有效防止光信号的损失、衰减和失真，同时保证光纤的可靠性和稳定性。在光纤的安装、布线、连接和维护过程中，都需要遵循光纤最小弯曲半径标准，以确保光纤通信的高质量和可靠性。

关于光纤数值孔径NA说明

　　光纤的数值孔径（NA）是一种衡量光纤传输性能的重要参数。它是指光线从光纤的核心射出时，能够有效地被接收到光纤的量。数值孔径是由光纤的折射率差和光线入射角度确定的。

　　数值孔径越大，表示光线从光纤中射出时的扩散能力越强，聚焦能力越低。相反，数值孔径越小，表示光线从光纤中射出时的扩散能力越弱，聚焦能力越强。

光纤损耗问题

即便是在理想的光纤中都存在损耗——本征损耗。

光纤的损耗限制了光信号的传播距离。这些损耗主要包括：

　　1.吸收损耗

　　2.散射损耗

　　3.弯曲损耗

吸收损耗

1.本征吸收：由制造光纤材料本身(如SiO2)的特性所决定，即便波导结构合适而且材料不含任何杂质也会存在本征吸收。

2.原子缺陷吸收：由于光纤材料的原子结构的不完整造成

3.非本征吸收：由过渡金属离子和氢氧根离子(OH－)等杂质对光的吸收而产生的损耗

本征吸收

(1)紫外吸收:

　　光纤材料的电子吸收入射光能量跃迁到高的能级，同时引起入射光的能量损耗，一般发生在短波长范围

(2)红外吸收

　　光波与光纤晶格相互作用，一部分光波能量传递给晶格，使其振动加剧，从而引起的损耗

本征吸收曲线

非本征吸收

光纤制造过程引入的有害杂质带来较强的非本征吸收，OH－和过渡金属离子，如铁、钴、镍、铜、锰、铬等

解决方法：

(1) 光纤材料化学提纯，比如达到 99.9999999%的纯度

(2) 制造工艺上改进。

散射损耗

光纤的密度和折射率分布不均及结构上的不完善导致散射现象

1. 瑞利散射

2. 波导散射

瑞利散射

波导在小于光波长尺度上的不均匀：

       - 分子密度分布不均匀

       - 掺杂分子导致折射率不均匀导致波导对入射光产生本征散射。

瑞利散射一般发生在短波长

波导散射

分类：

1.米氏散射损耗

2.辐射损耗（弯曲损耗）

米氏散射损耗

       定义：理想的光纤具有完整圆柱对称性，实际上纤芯和包层分界面上存在缺陷，芯径发生漂移，使光纤产生附加损耗。在大于光波长尺度上出现折射率的非均匀性而引起的散射。

       措施：制造时控制芯径漂移。

辐射损耗

       定义：当理想的圆柱形光纤受到某种外力作用时，会产生一定曲率半径的弯曲，引起能量泄漏到包层中，这种由能量泄漏导致的损耗称为辐射损耗。

光纤受力弯曲有两类：

1.宏观弯曲：

曲率半径比光纤的直径大得多的弯曲

2.微观弯曲：

光纤轴线产生微米级的高频弯曲

宏弯和微弯对损耗的附加影响

产品定制

       我们可以根据客户不同需求，进行设计、定制、生产各类非标光纤产品，设计人员可以提供客户提供的产品需求信息，将各种选项纳入设计，不但可以定制不同接头规格和护管类型，也可以选取不同光纤以确保光学性能，除纯石英纤芯光纤外，我们也可以提供硼酸盐玻璃光纤，ESKA 塑料光纤等产品，以便满足客户预算需求。我们具备全系列机械加工和精雕机设备，可以充分满足定制器件的精细加工、短时打样、批量加工等灵活需求。

跳线定制类型

圆形光纤束

       用于耦合到光源

线型光纤束

圆形到线形光纤束

　　圆形光纤束用来提高进入到光谱仪和其它带入射狭缝的光学器件的耦合效率。

　　线形符合入射狭缝的形状，因此能增加入射到器件的光线数量。

　　线形末端也可以用作线形光源。

分叉光纤束：双光纤

　　1.将一个样品的通道宽带发射导入多个探测器中

　　2.荧光显微发射的集光

　　3.光谱学

　　4.照明

分叉光纤束：圆形对圆形

探测光纤束

　　光纤束探针是针对测量漫反射和镜面反射、色彩、荧光以及后向散射(固体，液体和粉末状)进行优化设计的。光纤束被分为两路，一路将光从光源传输给样品，一路将样品反射光传输给光谱仪，参考分支直接将光从光源处传输给另一光谱仪。

集束光纤

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