光纤线圈 Fiber coils

2022-12-01 10:06:19 浏览:245

定义

缠绕到线圈上的一定长度的光纤。

对于某些应用(例如光纤陀螺仪),需要缠绕一些(通常是相当大的)光纤长度以形成线圈。 尽管玻璃纤维通常以类似的形式交付,在某些线轴上缠绕许多圈,但这通常不适合应用;提供特殊光纤线圈,具有明确的绕组模式和其他规格。

光纤线圈的应用

典型的应用是光纤陀螺仪,其中Sagnac效应在Sagnac干涉仪或光纤环形激光器中得到利用。 这种线圈称为光纤陀螺线圈。 在这里,各种技术规格尤为重要,因为所解决的属性会直接影响陀螺仪的精度,例如在舒佩误差方面。

还有使用专用光纤线圈的光纤传感器。 例如,有光纤电流传感器,适用于基于光纤中的法拉第效应测量强直流电流:电流产生的磁场导致左或右圆偏振光的传播常数差异。

在其他情况下,光纤线圈用作光纤延迟块。 一个例子是用于自外差线宽测量的设备。 在这里,大多数要求远不如干涉仪或传感器应用那么重要。

光纤偏振控制器中使用只有几个绕组的光纤线圈。 在这里,人们利用了弯曲引入的双折射。

另一种类型的光纤线圈,由稀土掺杂光纤制成,用于一种不太常见的光纤激光器,称为侧泵浦光纤盘激光器。

相关规格

各种规格可能与光纤线圈相关:

  • 定义了几何尺寸,特别是内半径和外半径以及线圈高度。
  • 通常,一个人有一个明确的光纤长度(通常几公里),也可能有每层的精确匝数和缠绕层数。
  • 通常,线圈采用指定的绕组模式制成,例如四极杆、八极杆、螺旋或法兰。 (一些供应商也提供定制的绕组模式。 例如,四极杆绕组模式或一些稍作修改的形式在光纤陀螺仪中很常见,因为它最大限度地减少了热梯度和振动的影响。 精密的线圈绕线机用于生产这种线圈;特别是对于陀螺仪中的应用,绕组图案的质量和相关属性(如规则性和绕组张力)至关重要。
  • 例如,可以通过将纤维缠绕在由铝或塑料制成的某些框架上来生产线圈,或者当线圈用某种粘合剂机械稳定时,可以不带这样的部件(无框,独立式)。

除此之外,所用光纤类型的各种规格可能是相关的:

  • 通常,它是一种单模光纤,适用于一定范围的工作波长。 在 1.5 μm 波长区域实现了特别低的传播损耗,但光纤线圈也可用于其他波长,例如 1.3 μm、1–1.1 μm 或 840 nm。

偏振相关特性对于干涉仪的应用尤其重要。对热影响的敏感性也很重要。

  • 通常使用保偏光纤(PM光纤)并指定偏振消光比。 此外,还可以有关于偏振串扰的规范,这对于干涉仪的应用可能很重要。 极化串扰的平均值和最大值都可以相关。 高质量的光纤(例如纤芯尺寸的低波动)表现出低偏振串扰和该量的低温灵敏度。 请注意,温度变化可能会通过热膨胀引入机械应力,这可能会改变光纤的双折射特性。
  • 有效模态面积也很重要,例如关于与其他光纤的耦合或非线性光学效应。
  • 可以使用不同的纤维涂层,这可能会对可能的匝数、粘合剂的机械稳定性等产生影响。
  • 对于这种线圈来说,光纤的弯曲是不可避免的,这将给透射光带来一些弯曲损耗,这通常保持在相当低的水平,例如通过使用具有足够高数值孔径的光纤。 最相关的是由此产生的总插入损耗(以分贝为单位)。

用于陀螺仪等关键应用的光纤线圈必须经过复杂的测试程序,以确保其性能和坚固性。

作          者: 泮桥成像光电商城

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