Méthode de couplage entre le laser et les fibres optiques

Méthode de couplage entre le laser et les fibres optiques

Le couplage laser et fibre est également appelé laser couplé à la fibre , qui est utilisé pour la fabrication de plaques de PCB, l'exposition au LDI, l'excitation de fluorescence, la détection biologique, le soudage, l'impression 3D et d'autres fins. Les méthodes de couplage des lasers semi-conducteurs et des fibres optiques peuvent être divisées en deux catégories: couplage direct et couplage de groupe de lentilles optiques.

Ce qui suit est une introduction détaillée à ces deux méthodes de couplage différentes:

1. Méthode de couplage direct

A. couplage direct de fibre:

Cette méthode consiste à aligner l'extrémité de sortie du laser directement avec l'extrémité d'entrée du noyau de fibre. Habituellement, un dispositif d'alignement précis est nécessaire pour assurer l'alignement précis entre les deux. Il convient aux lasers à faible puissance et aux distances de couplage plus courtes.

Avantages: Structure simple, petite taille et faible coût.

Inconvénients: l'alignement est difficile, l'efficacité de couplage est grandement affectée par la précision d'alignement et la longueur d'onde laser, et elle est facilement affectée par les vibrations mécaniques et les changements de température.

B. couplage direct des microlens en fibre optique:

Un microlens est intégré à l'extrémité de la fibre optique pour concentrer le faisceau de sortie du laser dans le cœur de la fibre optique. Les microlens peuvent être une lentille sphérique ou une lentille asphérique, qui optimise efficacement la qualité du faisceau et améliore l'efficacité de couplage, tel que le couplage directement la diode laser à la sortie de la queue de cochon.

Avantages: l'efficacité de couplage est améliorée et les exigences de précision d'alignement sont relativement faibles.

Inconvénients: Le coût de fabrication de la fibre optique des microlens est élevé et peut introduire des pertes optiques supplémentaires.

2. Méthode de couplage du groupe de lentilles optiques

A. Couplage à l'objectif simple:

Utilisez une seule lentille pour concentrer le faisceau laser à l'extrémité d'entrée de la fibre optique.

Le choix de la lentille (comme la distance focale, l'ouverture numérique) a une influence importante sur l'efficacité de couplage.

Avantages: La structure est relativement simple et facile à mettre en œuvre.

Inconvénients: l'efficacité de couplage peut ne pas être aussi bonne que celle du système multi-objectif, et les exigences de qualité optique de l'objectif sont plus élevées.

B. couplage à double lentille (système 4F):

Le système optique 4F se compose de deux lentilles. La première lentille concentre le faisceau laser à un plan d'image intermédiaire, et le deuxième objectif concentre le faisceau de ce plan d'image à l'extrémité d'entrée de la fibre optique. Cette configuration peut fournir une efficacité de couplage plus élevée et une meilleure compression du faisceau laser, ce qui convient à certains lasers industriels pour la gravure et la coupe.

Avantages: efficacité de couplage élevée, bonne qualité de faisceau laser, effet de compression de bons points et alignement du système relativement facile.

Inconvénients: augmentation de la complexité du système et coût relativement élevé.

3. Couplage multi-objectif:

Utilisez plusieurs combinaisons d'objectifs pour optimiser la transmission et le couplage des faisceaux laser, qui peuvent inclure la polarisation, la collimation, les réseaux de lentilles de compression et d'autres éléments optiques tels que les shapers de faisceau, les correcteurs du front d'onde, etc.

Avantages: Un système de fibres couplé hautement optimisé peut être conçu au besoin, adapté aux applications exigeantes.

Inconvénients: le système est complexe, coûteux et difficile à concevoir et à aligner.

Lors du choix d'une méthode de couplage, vous pouvez faire votre sélection en fonction de la puissance laser, de la longueur d'onde laser, du diamètre du noyau de fibre, de l'efficacité de couplage, de la stabilité de l'énergie, de la méthode de sortie et des exigences économiques du laser couplé à la fibre. Si vous avez d'autres questions, n'hésitez pas à communiquer avec nous.