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光纖的那些事（二）

來源：蔚海光學(xué)儀器(上海)有限公司(海洋光學(xué)) 2021年11月25日 11:22

上回說到光纖的來歷、結(jié)構(gòu)、種類以及在光信號的捕捉過程中，扮演著重要角色。

今天，我們就來聊聊如何選擇合適的光纖

是它還是它

波段范圍

選擇光纖的波段范圍時要明確關(guān)注的光信號落在什么波段。紫外波段選用-UV-VIS，近紅外波段選用-VIS-NIR，全波段選用-SR。當(dāng)應(yīng)用場景需長時間紫外光輻照時，選用抗紫外老化光纖-XSR系列。因?yàn)楣獾牟ㄩL越短，其光波能量越高。因此在長時間紫外光輻照下，光纖的老化會很快。

XSR光纖與普通光纖衰減圖

XSR全稱是Extreme Solarization Resistant，XSR系列光纖在180-400nm范圍內(nèi)衰減比普通光纖低很多，原因是XSR系列光纖采用的是氟摻雜石英覆層，氟化物涂層對其在紫外波段有很好的抗老化作用，而普通光纖采用的則是玻璃覆層。

*1dB的衰減約為21%的透過率損失

XSR光纖對比測試

即使同為XSR也會有所區(qū)別，我們使用海洋光學(xué)的XSR系列光纖與市面上同款標(biāo)稱紫外抗老化光纖進(jìn)行對比測試，光源通過光纖直接連接光譜儀，光譜儀積分時間6700μs，每1分鐘采集一次，共采集3小時。

測試條件相同，下圖為其他公司與海洋XSR系列光纖在各個波長下3個小時所有響應(yīng)值的標(biāo)準(zhǔn)偏差數(shù)據(jù)圖。從圖中可看出，在200-266nm波段范圍內(nèi)，其他公司產(chǎn)品的信號最大標(biāo)準(zhǔn)偏差是海洋的約5倍。這說明在這個波段內(nèi)，3小時的信號波動非常大。

接下來，我們“放大”數(shù)據(jù)，看看在210nm處到發(fā)生了什么，我們觀察這個波長點(diǎn)連續(xù)測試3小時響應(yīng)值變化數(shù)據(jù)（即穩(wěn)定性，影響穩(wěn)定性測試的因素有光譜儀、光源及光纖等）。從圖中可看出，不同光纖測試數(shù)據(jù)看起來非常不同，無論從下降幅度和下降趨勢上，海洋光學(xué)XSR光纖的數(shù)據(jù)較為穩(wěn)定，而另外一個光纖的數(shù)據(jù)就沒有那么盡如人意了（3小時內(nèi)共下降了約18%）。

我們還發(fā)現(xiàn)，這個衰減的過程并非是一直的，而是每次使用都會出現(xiàn)的現(xiàn)象。因此，在一些實(shí)際紫外應(yīng)用中，如環(huán)保行業(yè)中的大氣污染成分檢測儀，或是生物行業(yè)的紫外檢測應(yīng)用。若每次點(diǎn)亮光源都要等待3個小時才能獲得穩(wěn)定的測試數(shù)據(jù)，這對測量來說是個巨大的挑戰(zhàn)，用戶可以通過頻繁的采樣參考來提高一些穩(wěn)定性，但是仍舊無法消除固有的系統(tǒng)穩(wěn)定性問題。

同時，通常普通紫外光源的壽命為1000小時左右，每次3小時的預(yù)熱時間對光源的壽命來說也是不小的挑戰(zhàn)。從光源使用效率還是從生產(chǎn)效率角度來看，用一根更穩(wěn)定的光纖，都是大有裨益的。

因此，對于紫外波段尤其是深紫外的系統(tǒng)搭建來說，海洋的XSR系列光纖可以說是很好的選擇。

外包材

外包材對于光纖主要起保護(hù)作用，因此如何選擇外包材和實(shí)驗(yàn)環(huán)境息息相關(guān)。普通在實(shí)驗(yàn)室使用的光纖選擇硅膠外包材即可，但實(shí)驗(yàn)環(huán)境超過100℃時我們要使用-BX鎧裝外包材以保護(hù)光纖。

在野外測試時，也推薦使用-BX外包材光纖。因?yàn)橐巴忾L時間輻照對硅膠材料有影響。此外，野外情況多變，-BX包材可很好的保護(hù)光纖避免其折斷。

模式選擇

光纖分為單模和多模，在選擇時首先要明確測試環(huán)境需要的是單模還是多模光纖。如何判別呢？答案很簡單，通常在實(shí)驗(yàn)室做的一些光學(xué)實(shí)驗(yàn)，如測透射、反射、吸收、熒光、拉曼等光譜時，選用的是多模光纖。對于單模光纖，其芯徑通常為8μm或10μm，主要應(yīng)用于通信數(shù)據(jù)的傳輸。

海洋光學(xué)單模光纖參數(shù)

分叉光纖

上篇文章提到海洋光學(xué)有Splitter及BIF兩種分叉光纖，Splitter型分叉光纖可實(shí)現(xiàn)將不同路徑的光耦合到一根光纖然后再傳輸至光譜儀或樣品，同時使兩種不同光源的混合光或兩個不同樣品的混合光進(jìn)入同一光譜儀。但由于節(jié)點(diǎn)處的連接耦合差異，Splitter分叉光纖與BIF分叉光纖相比，傳輸透過率會低很多，因此其芯徑通常較大。

BIF分叉光纖適用于同一光源的光輸出到不同光譜儀或樣品的情況，也適用于從樣品處獲得光譜通過分叉出來的兩端連接至兩個不同性能的光譜儀。

光纖番外篇

01光纖上的代碼

光纖上的代碼包含了芯徑、長度、波段范圍及外包材料等信息。

02脆弱的光纖

光纖的纖芯由玻璃材料構(gòu)成，芯徑只有幾百微米，非常易斷。那么如何判斷光纖有沒有斷裂呢？

將光纖的一端對著日光燈，用眼睛看另一端，如果它是明亮的，則說明沒有斷裂；如果它是暗的，則表明已經(jīng)斷裂。

避斷指南：

* 避免在光纖上面施加異常應(yīng)力

* 不同芯徑的光纖有不同的彎曲半徑，在測量時應(yīng)避免將光纖彎折過度

光纖的那些事到這里就講完啦，大家在選擇或使用還有什么問題，歡迎聯(lián)系我們，小海將一一為你解答~

海洋光學(xué)的光纖長度均可定制。因此對于一些OEM客戶或是能提前確定光纖長度的客戶，購買時*可根據(jù)您所需要的距離來定制合適長度的光纖。

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