水质分析光纤

　　水质分析光纤（Water Quality Analysis Fiber）是用于水质监测和分析过程中传输光信号的光纤。它可以将光信号从水样品传输到光谱仪、光学传感器或其他光学设备中，用于检测和评估水中的各种物质和参数。

　　水质分析光纤是专门设计用于监测和分析水质的一种光纤传感器系统。光纤传感技术以其高灵敏度、电磁干扰抵抗力强、体积小巧、可远距离操作等优点在水质监测领域得到了广泛的应用。利用光纤对环境参数变化异常敏感的特点进行水质监测，尤其是在检测微小的变化上显示出显著优势。

　　光纤传感器通常需要连接到数据采集系统，通过计算机分析软件对收集的数据进行处理，得出水质的详细分析结果。这些系统可以实现实时监测和远程监控，非常适合于在线、连续的水质监测场合。

　　根据具体检测需求，水质分析光纤系统可能配备有不同的传感探头和光谱仪，同时可能需要校准来保证测量的准确性与可靠性。

　　随着技术的不断进步，水质分析光纤传感器在设计和功能上都在持续改进，以适应复杂、多变的水质监测需求。

水质分析用的光纤传感器通常工作的原理基于光的吸收、散射、折射、荧光等性质的变化来检测水中的化学成分或物理参数。例如：

　　1.吸收光谱法：通过测量某些污染物对特定波长光的吸收程度来判断水中存在的污染物种类和浓度。如使用UV-Vis光谱技术监测有机物质。

　　2.荧光光谱法：部分物质在特定波长光激发下会产生荧光，通过测量这种荧光的强度可以判断水中的特定污染物含量。

　　3.折射率传感：通过测量光在水质样品中传播时的折射率变化来监测水质参数，如溶解物质的含量。

　　4.散射和衰减：通过测量水中悬浮微粒对光的散射和吸收造成的衰减来定量分析水质的浑浊度等。

以下是一些水质分析中使用光纤的应用示例：

　　水质参数测量：光纤传感技术可用于测量水体的各种物理和化学参数，如温度、pH值、电导率、溶解氧浓度、浊度、盐度等。光纤传感器可以被置于水中，实时监测水质参数的变化。

　　水中污染物检测：光纤传感器可以配备特定的探头，用于检测水中的污染物，如有机化合物、重金属、微生物和化学药品。这些传感器可以提供高度敏感的污染物检测。

　　藻类生物毒素检测：光纤生物传感器可用于检测水中的藻类生物毒素，如微囊藻毒素和赤潮毒素。这些传感器可以提前发现毒素污染，有助于保护水源和水生生态系统。

　　水中油污检测：光纤传感器可以用于监测水中的油污污染，包括石油和化学品泄漏。它们可以快速检测出油污，并监测其扩散和浓度。

　　水文学研究：光纤温度传感器（光纤测温）可用于测量河流、湖泊和海洋中的温度梯度，以帮助了解水文学过程、水体循环和气候变化。

　　海洋观测：光纤可以用于海洋观测和研究，包括测量海洋中的温度、盐度、海洋酸化程度等参数，以监测海洋生态系统的健康状况。

　　水源保护：光纤传感技术可用于监测自来水供应系统中的水质，以确保饮用水的安全性和质量。

　　环境监测：光纤传感器可以用于监测自然水体中的环境变化，如河流、湖泊和湿地中的水质和水位。

　　这些应用只是水质分析中使用光纤的一部分示例。光纤传感技术具有高灵敏度、实时监测和远程数据传输的优势，因此在水质监测和环境研究中越来越受欢迎。它们有助于提高水质分析的准确性和效率，并对水资源管理和环境保护产生积极影响。

光纤在水质检测中有广泛的应用，光纤起到了关键的作用。以下是光纤在水质检测中的作用以及石英光纤的优势：

　　光信号传输：光纤可以用于传输光信号，将采集的光信号从检测点传输到光谱仪或检测设备。这有助于将检测点放置在水体中的不同位置，并远程传输数据。

　　化学吸附剂：光纤可以被功能化为化学吸附剂，用于捕获水中的特定污染物。吸附剂光纤可以通过吸附的污染物对光谱产生特定的影响，从而进行污染物检测和定量分析。

　　拉曼散射：拉曼散射光纤传感器可以检测水中微量污染物。拉曼光谱可以提供关于水中物质的分子结构和成分信息，这对于水质分析非常有用。

　　光学传感器：光纤光学传感器可以用于监测水中各种参数，包括溶解氧、浊度、PH值等。这些传感器通过光的特性变化来检测和量化水质参数。

　　水质光谱仪：光纤光谱仪可以测量水体中的光谱特性，如吸收光谱和荧光光谱，以确定水中污染物的浓度和种类。

石英光纤通常更有优势，因为它们在水质分析中具有以下优点：

　　化学稳定性：石英光纤具有化学稳定性，能够耐受水中化学物质的腐蚀，这使其非常适合在不同水体中进行长期监测。

　　光学透明性：石英光纤在紫外到红外光谱范围内具有良好的透明性，可以用于不同波长的光谱分析。

　　高温稳定性：石英光纤可以耐受高温，因此适合用于热水体系或需要高温清洁的应用。

　　抗水压力：石英光纤可以抵御水压力，因此可以用于深水区域的水质监测。

　　总的来说，光纤在水质检测中扮演着重要的角色，石英光纤由于其优越的化学性质和光学性能，在水质分析应用中通常更有优势。然而，在选择光纤时，仍需要根据具体的应用需求和环境条件来进行优化和选择。

水质分析光纤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！

水质分析光纤内部光纤（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