漫反射光纤探头

　　漫反射光纤探头（也称为漫射或扩散反射光纤探头）与反射式光纤探头相似，通过光纤将光传输至目标并收集返回的光，但其工作原理和应用场景有所不同。

　　光源发出的光通过六根光纤发送到样品,反射光由探头中间的第七根光纤采集。第七根光纤耦合到根据需求而配置成适当波长范围的光谱仪。

　　通过一个标准SMA905接头可以把从光源发出的光耦合进由6根光纤组成的光纤束中，并传导到探头末端，被测表面反射回来的光进入第7根光纤。这根光纤通过SMA905接头与光谱仪相连。

　　还可以增加更多的光纤以从光源获得更多的能量，从而增加反射信号水平。

　　光纤反射探头是与我们的光谱仪和光源共同使用，用于搭建微型光学感应系统，实现固体表面的反射与荧光的测试，以及液体和粉末样品的背向散射与荧光的测试。反射探头可以优化为紫外－可见光（200～1100nm）或可见光－近红外（400～2500nm）的波长范围，或是这两种波长范围的结合。能够测试固体表面的反射与荧光，以及液体和粉末样品的背向散射与荧光。

　　设计特点

　　1.照明与收集配置：漫反射探头通常具有多个发射光纤围绕的接收光纤排列而成，以捕获散射光。

　　2.角度设计：由于目标是漫反射，因此角度设计可能不如反射式探头那样关键，但收集到的散射光量仍受光纤与表面的角度、光纤间隔及光斑大小的影响。

　　3.聚焦元件：漫反射探头可以包含聚焦透镜，以提供在目标上更均匀的照明和改善收集效率。

　　应用领域

　　1.成分分析：通过对多个方向散射的光进行光谱分析，可以测量和分析样本的组成。

　　2.物质识别：用于识别药品、食品、矿石等材料的化学成分或特性。

　　3.液体测量：漫射探头经常用于测量液体或湿润样品的属性，因为液体表面通常会产生漫射反射。

　　4.表面检测：用于检测粗糙或不均匀表面，并分析其特性。

　　技术设计考虑

　　1.传感器与目标的距离：由于接受漫射光，传感器和目标对象之间的距离比反射式探头更灵活。

　　2.环境适应性和封装：考虑到可能的物理和化学损害，探头应根据实际使用环境进行设计。

　　3.探头材料：材料选择应适应化学兼容性和机械强度，以耐用于各种环境。

　　4.光线类型和强度：光源需要适当选择，以确保足够的亮度和适合的波长。

　　5.耦合效率：光源与接收器之间的耦合效率也是重要的性能指标。

　　6.信号处理：处理返回信号的电子组件需要能够有效区分噪声和漫射信号。

　　漫反射光纤探头适合应用在对光线表面散射特性研究的场景中，它们通常不受样品表面光滑度或反射率的严格限制，并能提供关于材料成分和性质的重要信息。

　　在设计或选择漫反射光纤探头时，需要考虑以下参数以确保性能和准确测量：

　　1.探头的几何设计:探头的设计，包括光纤的布局（如圆周排列）和探头的尖端结构（如是否有透镜或反射面），将影响光的分布和接收。

　　2.数值孔径(NA):探头中使用的光纤应具有适当的数值孔径，来收集漫反射光。

　　3.工作距离:探头与样品之间的工作距离需要通过实验确定，以确保能捕获足够的散射光。

　　4.光源:光源的类型、强度和波长应与要测量的样品及探头的设计相匹配。

　　5.光谱响应:控制和接收元件应与探头配合得当，确保光谱响应范围覆盖分析所需的所有波长。

　　6.探头材料:材质应根据应用环境的要求选择，例如抗化学反应性、耐温性等。

　　7.抗弯能力:光纤应该具有足够的弯曲半径，确保探头能在不损失性能的情况下弯曲。

　　8.耦合效率:发射和接收光纤的配置会影响探头捕获光的效率，应针对具体应用进行优化。

　　9.信号处理:确保系统的电子组件能够有效处理从探头接收回来的信号，包括信号放大、滤波和解析。

　　10.环境适应性:探头的设计应能适应特定的使用环境，例如防水、防尘、耐腐蚀等。

　　11.探头尺寸和形状:根据测量环境的空间限制，确定适当的探头尺寸和形状。

　　12.光纤端面的处理:光纤端面如何处理可能影响探头的性能，例如端面的抛光可以减少背景噪声，提升信号质量。

　　13.机械强度:根据应用要求，探头的机械强度须能够抵抗操作过程中可能遇到的物理冲击。

　　14.探头的安装方式:需要考虑如何将探头固定在适当的位置以保证可靠的测量。

　　通过细致考虑这些要素，可以确保漫反射光纤探头在不同应用中能够提供准确可靠的测量结果。

漫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！

漫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

相关产品展示