ピグテール付きで取り外し可能なファイバー結合ダイオードレーザー

ピグテール付きレーザーダイオードとファイバー結合レーザーダイオードの違い。 違いを理解するには、まず、コアの直径を確認することが役立ちます。これは、ファイバーカップリングシリーズの最初の部分で説明した重要な原理です。 ファイバのコアについて考えるとき、それらをシングルモードとマルチモードの2つの異なるカテゴリに分けると便利です。

シングルモードファイバの場合、高次モードがファイバを伝搬できないようにするために、コアの直径を小さくする必要があります。通常は10ミクロン未満です。 一方、マルチモードファイバは、1mmで62.5ミクロン以上の範囲のコア径の広い範囲を持つことができます。 これらのファイバータイプは両方とも、アプリケーションのニーズに応じて、レーザーダイオードで広く使用されています。 たとえば、顕微鏡検査などでビームプロファイルが不可欠な場合、ほとんどの場合、シングルモードファイバが推奨されます。 対照的に、パワーが最も重要なレーザークラッディングなどのアプリケーションでは、マルチモードファイバーが当然の選択です。

コア径のサイズが小さいことから、ピグテールアプローチの主な利点はアライメントの安定性であることが容易にわかります。 取り外し可能なファイバを使用する場合、ファイバを接続するたびに同じ場所に整列することを保証することは不可能であり、システムの全体的な結合効率が低下します。

そうは言っても、ピグテール付き半導体レーザーには重大な欠点があります。 ファイバーが損傷している場合は、修理のためにメーカーに返送せずに交換することはできません。 実際、密閉されたレーザーパッケージの場合など、レーザーをメーカーに返送しても、修復不可能な損傷を与えることなくパッケージを開けることができない場合があります。 シングルモードおよびより小さなコアのマルチモードファイバの場合、適切に処理すれば、ファイバが破損することはめったにありませんが、ファイバのサイズが大きくなると、ファイバを損傷するリスクが高まります。 これは、ファイバの最小曲げ半径がクラッド径の150倍として定義されているためです。 その結果、一般的な105/125マルチモードファイバは3.5 cmのループで問題なく曲げることができますが、大きなコアの600/660マルチモードファイバは、18cmよりもきつくループすると破損する可能性があります。 したがって、大コアマルチモードファイバ結合ダイオードレーザーは、通常、簡単に交換できるように取り外し可能です。

最後に、ピグテールファイバーと取り外し可能なファイバーのどちらかを選択するときは、レーザー出力レベルも考慮する必要があります。 レーザーダイオードのファイバー結合プロセスは100％効率的ではないことを誰もが理解しています。これは、ファイバーに組み込まれない「失われた電力」がどこかに行かなければならないことを意味します。 高出力レーザーを扱う場合、この「失われた出力」はファイバーの近位端をすばやく加熱し、適切なヒートシンクを必要とします。 一般的に言えば、ダイオードレーザーをピグテールで接続すると、ファイバーチップを適切にヒートシンクするのがかなり難しく、機械的な故障につながることがよくあります。 取り外し可能なファイバーを使用することにより、コネクター自体がチップをヒートシンクする役割を果たし、過熱のリスクを軽減します。

また、多くのレーザーダイオードシステムは、ピグテール付きファイバーと取り外し可能なファイバーの組み合わせを利用して、両方の世界を最大限に活用することに注意することも重要です。 これらのシステムでは、1つまたは複数のダイオードが恒久的にピグテール付きのファイバーと内部でファイバー結合され、ケースを介して供給されるバルクヘッドコネクターで終端されます。これにより、内部の結合効率を維持しながら、外部の取り外し可能なファイバーを接続および交換できます。

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