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光纖光譜儀之光纖的選擇
閱讀：926 發(fā)布時(shí)間：2021-9-7
光纖光譜儀之光纖的選擇
與電力設(shè)備中用于能量傳輸和信號(hào)傳遞的電線相似，光纖也使得光或光信號(hào)能夠靈活傳送。典型的光纖由4層組成，即內(nèi)芯、包層、緩沖層和保護(hù)層。內(nèi)芯和包層共同形成一個(gè)波導(dǎo)層，通過“全內(nèi)反射”的形式來進(jìn)行光傳送。大部分的光能量被限制在光纖的內(nèi)芯層范圍內(nèi)。單模光纖的內(nèi)芯直徑一般為幾個(gè)微米，而多模光纖的內(nèi)徑可從幾十個(gè)微米一直到>1000微米范圍。緩沖層和保護(hù)層用來保護(hù)和增加光纖的強(qiáng)度。
光纖收集光的能力主要取決于其光擴(kuò)展度GF = π?S?(NA)2，(見式2-1)，其中S是內(nèi)芯的面積，NA為光纖的數(shù)字孔徑，由光纖的內(nèi)芯與包層的折射率的指數(shù)差決定：NA = (n2co- n2cl)1/2/nco. 對(duì)于應(yīng)用光纖來傳送光的光譜學(xué)系統(tǒng)來說，其光纖的光擴(kuò)展度應(yīng)根據(jù)其光源和光譜儀的光擴(kuò)展度來選擇。高數(shù)字孔徑的多模光纖一般用于常規(guī)的采用燈泡的光源、LED燈和一些大功率激光器，而低數(shù)字孔徑的單模光纖主要用于SLD光纖和低功率激光器。
光纖的傳輸帶寬主要由光纖的內(nèi)芯和包層的材料所決定。高OH光纖適用于紫外和可見區(qū)(190-1100nm)的傳輸。而低OH光纖適用于可見和近紅外區(qū)(350-2100nm)的傳輸，有些低OH光纖甚至可以到2350nm。氟化物光纖常用于更長(zhǎng)的光譜范圍(1100-2800nm)。圖8-2是典型的UV/VIS光纖(上圖)和VIS/NIR光纖(下圖)各自的衰減曲線圖。
光纖的終端接頭有SMA905，F(xiàn)C/PC，F(xiàn)C/APC，ST或其他自行設(shè)計(jì)的終端接頭。B & W TEK, Inc.也提供光纖束來改善光耦合效率或用于*的光發(fā)送應(yīng)用，如將多路光輸入進(jìn)成像光譜儀。
值得注意的是光纖的彎曲程度不同會(huì)導(dǎo)致光纖的一些特性的變化，這主要由于彎曲光纖會(huì)導(dǎo)致出射光的角度分布和傳輸效率發(fā)生變化，從而使得接受端的光量發(fā)生變化。因此應(yīng)養(yǎng)成好的習(xí)慣，盡量保持光纖的彎曲程度不變，并盡量使耦合入應(yīng)用裝置的光纖接頭不要晃動(dòng)。多股光纖束可代替單光纖來降低光纖因彎曲等干擾所造成的輸出光量的變化。另外光纖使用時(shí)要注意其彎曲程度不要小于其小彎曲半徑，否則會(huì)折斷。當(dāng)光纖的內(nèi)芯直徑越大時(shí)，其小彎曲半徑越小。