コンバイナ/スプリッタ(WDMカプラ)

Combine Two Input Wavelengths into a Single Output
Excellent for Confocal, Raman, or Laser Scanning Microscopy and Multi-Color Fluorescence Imaging
FC/PC or FC/APC Leads

GB11A1

488 nm / 532 nm (Blue/Green)
Combiner with FC/APC Connectors

RB41FP

488 nm / 640 nm (Blue/Red)
PM Combiner with FC/PC Connectors

Use with Microscopy Systems to Create Two-Color Fluorescence Images

Please Wait

概要
WDMの設計
信頼性試験
損傷閾値
Feedback

Quick Links
Blue/Green	473 nm / 532 nm
	473 nm / 561 nm
	488 nm / 532 nm
	488 nm / 561 nm
Blue/Red	473 nm / 633 nm
	473 nm / 640 nm
	473 nm / 670 nm
	488 nm / 633 nm
	488 nm / 640 nm
	488 nm / 640 nm Polarization Maintaining
	488 nm / 670 nm
Green/Red	532 nm / 640 nm
	532 nm / 670 nm
	561 nm / 640 nm
	561 nm / 670 nm
Green/NIR	532 nm / 785 nm
Green/NIR	561 nm / 785 nm
Red/NIR	633 nm / 785 nm
	640 nm / 785 nm
	670 nm / 785 nm

当社の持続可能な取り組みの一環として、個別検査データシートのご提供を印刷物から電子データへと移行してまいります。すでに電子データ対応済みの一部の製品では、型番横にある赤い資料アイコン(

)をクリックいただくと、「Download Serial Item Data 」が表示されます。そちらのフォームにお持ちの製品のシリアル番号を入力するとダウンロードが可能です。

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ファイバは色分けされた被覆を使用しています。コモンポートは1本のファイバ側で、被覆は白色です。波長コンバイナの筐体には、型番およびポートの波長が刻印されています。

特長

2色の光(2つの波長)を1つのファイバに結合
逆に2つの色に分岐も可能
共焦点、レーザ走査型、蛍光、ラマン等の顕微鏡での活用を想定
20種類のコンバイナから選択可能(右表参照)
シングルモードファイバまたは偏波保持ファイバでご用意
色分けされた入射ファイバにより識別が簡単
2.0 mmナローキーのFC/PCコネクタまたはFC/APCコネクタ付きでご提供
波長の組合せおよびファイバ長のカスタマイズ、コネクタのオプションについては、当社までお問い合わせください。
コンバイナは製品固有のデータシートをご提供(データシートのサンプルについては下記をご覧ください)。

波長分割マルチプレクサ(WDM)としても知られる2色溶融型コンバイナは、異なる光の波長に対応する2本の入力ファイバと、2種類の入力波長を結合する1本のコモン出力ファイバで構成されています。一般にライフサイエンス用途で使用されるレーザ用に設計されているこの2色コンバイナは、共焦点顕微鏡やレーザ走査型顕微鏡を用いた2色蛍光イメージングにお使いいただけます。当社では、ラマン顕微鏡などの近赤外用途向けの785 nmのチャンネルを持つ2色コンバイナもご用意しています。また偏波保持ファイバのWDMもご用意しております。全20種類のコンバイナからお選びいただけます。ご用意しているコンバイナの種類は右表をご参照ください。2色コンバイナは双方向で使用可能であり、コモンポートから入力した2種類の波長を2つの異なる出力ポートに分波することもできます。

2色コンバイナは、製造過程においてチャンネル波長から±5 nmの帯域で仕様を満たすかどうか試験されています。下のグラフ(全ての色の組合せについて掲載しております)は、各チャンネルにおける挿入損失と透過率の波長特性の典型値を示しています。片方のチャンネルの動作波長における光の挿入損失がゼロに近い場合、その信号の透過率は高いことを示しますが、その際、もう一方のチャンネルの動作波長では、挿入損失は高くなり、信号の透過率は低くなります。もう一方のチャンネルの信号を最低でも13 dB以上(シングルモードファイバ)または17 dB以上(偏波保持ファイバ)低くすると、コンバイナは隔離され、2つのチャンネル間のクロストークを小さくできます。各波長組合せ毎のデータシートのサンプルは下記でご覧いただけます。当社のカプラはTelcordiaの規格以上の広範囲な試験を実施しております。詳細は「信頼性試験」をご覧ください。

コンバイナの溶融部分は、Ø3.2 mm x 75 mmのコンパクトなチューブに収められ、対応する波長と型番が刻印されています(上の写真参照)。長さ0.8 mのファイバは、色分けされたØ900 µmの Hytrel^®*ルースチューブで被覆されています。コモンポートは1本のファイバ側で、被覆は白色です。このコンバイナは、2.0 mmナローキー付きのFC/PCコネクタまたはFC/APCコネクタでご提供しております。コネクタの損失が気になる用途向けには、WDMカプラをファイバシステムに融着接続することをお勧めいたします。FC/PCやFC/APCコネクタでは、これらのシングルモードファイバの小さいコア径に完全にはアライメントしないため、コネクタ接続では小さな損失が生じる可能性があります。

カスタム仕様および組み込み用途(OEM用途)向けコンバイナ
当社のコンバイナは当社の北米にある製造施設で製造しており、設計チームによるカスタムソリューションをご提供可能です。ファイバ、コネクタ、波長の組み合わせがカスタム仕様のコンバイナに対応いたします。また各カプラには検査データシートをご提供しています。お問い合わせやご相談は当社までご連絡ください。

3色を1つの出力ファイバに結合させる際は、RGBコンバイナをご検討ください。

*Hytrel^®はDuPont Polymers社の登録商標です。

WDM(波長分割多重)カプラ

当社のWDM(波長分割多重)カプラは光を2つの異なる波長に分波もしくは合波するよう設計されています。当社では、可視域(VIS)、近赤外域(NIR)、赤外域(IR)のスペクトルにわたるさまざまな波長の組合せでカプラをご用意しています。可視域用WDMカプラは、一般に顕微鏡用途で多色合成画像の生成に使用されるため、「波長コンバイナ」とも呼ばれています。

右の動画は1x2 WDMカプラの基本的な動作原理を示しています。光を合波する場合は、特定波長用のポートにその帯域範囲内の光が入射します。その光を多波長信号に合波し、信号の損失を最小に抑えながらコモンポートから出力します。

特に明記されていなければ、当社のWDMカプラは双方向に機能します。つまり、コモンポートから入射した2波長信号を成分波長に分波することもできます。合波/分波を適切に行うには、入射信号にはそのWDMカプラで規定された波長のみが含まれている必要があります。仕様の帯域幅の外側での透過率と結合性能を推計する際には、挿入損失データを参考にしていただけます。当社の刻印付きの赤い筐体のWDMカプラには、提供している製品個別のデータシートにも掲載されています。

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グラフ内で網掛けされた領域は、各ポートにおいて規定の性能を満たす帯域幅を示しています。

挿入損失とアイソレーション
WDMカプラの性能は、一般に挿入損失を用いて数値化されます。下記で定義されているように、挿入損失(dB)は、WDMカプラの各分岐部分における入力パワーと出力パワーの割合です。光学系では、挿入損失は次の式で定義されます。

Insertion Loss

ここで、P_inは入力パワー(mW)、P_outは出力パワー(mW)です。

カプラの各ポートは、規定された1つの波長では挿入損失が低くなる(高い透過率となる)一方で、他のポートの波長においては透過しないように(透過損失が大きくなるように)設計されているため、ポート間のクロストークは最小限に抑えられています。アイソレーションは、規定外の波長の挿入損失として定義されています。そのため、dBの値が高いことがWDMカプラを使用した信号分波の用途には望ましいということになります。たとえば、右のグラフに示されているように、長波長ポート(赤い点線)の640 nm周辺における挿入損失は低く(透過率が高く)なりますが(赤い網掛け領域)、短波長ポート(青線)では25 dB以上の挿入損失となり、高いアイソレーションを示すことがわかります(青い網掛け領域)。

WDMカプラの製造工程

ここでは、当社のWDMカプラの製造工程および性能評価のプロセスをステップを追ってご紹介します。

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図ではファイバを短波長ポートは青、長波長ポートは赤に色分けしています。

ステップ 1

最初の段階では、2本のファイバのコアが近接するように融着します。これによって、光は融着範囲において、2本のファイバのコア間をエバネセント結合として知られる挙動で伝播します。この融着工程は、モニタしながら実施され、所望の挿入損失およびアイソレーションの仕様値が得られた時点で終了します。

一方には広帯域光源、もう一方には光スペクトラムアナライザ(OSA)を配置し、これらを使用して融着工程の間、短波長ポートからの出力をモニタします。波長毎の挿入損失はOSAから得たスペクトルから算出します。

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図ではファイバを短波長ポートは青、長波長ポートは赤に色分けしています。

ステップ 2

WDMカプラの性能を評価するため、ステップ1の後、広帯域光源およびOSAを使用して長波長ポートでの出力を測定します。ステップ1およびステップ2で得られた測定結果を組み合わせることによって、各チャンネルにおける挿入損失とアイソレーションを計算することができます。

Requirement Limits
Parameter	Limit
Change in Insertion Loss (ΔIL)	≤0.2 dB
Isolation	≥30 dB

GR-1221-COREに準拠した試験

当社のシングルモード波長分割多重(WDM)カプラは、Generic Reliability Assurance Requirements for Passive Optical Components, Issue 2 (GR-1221-CORE)に示されたTelcordia規格以上の広範囲な試験を実施しております。この試験プログラムの結果によってWDMカプラとその量産向けの製造工程の適格性を確認しています。制御された環境で使用されないことを想定されて試験が実施されており、パッシブ型部品としては最も厳しい試験条件の一部と考えられます。試験報告書のPDFはこちらからダウンロードいただけます。

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衝撃試験のセットアップ

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衝撃試験装置SM-105

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振動試験のセットアップ

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ダンプヒート試験のセットアップ

試験条件

この試験プログラムは5つの試験群で構成されています。サンプルサイズは各試験群ごとに11です。試験は1310 nmレーザ光源を980/1310 WDMカプラに入力しました(1x16カプラ使用)。各WDMカプラの2つの出力部をパワーメータPM100USB(センサーヘッドS154C付き)で測定しています。

試験条件

衝撃試験(群1)

これらのWDMカプラは3つの機械試験を実施しています。衝撃試験と振動試験は、NTS Environmental and Mechanical Testing Laboratoryにより実施されています。ファイバの引張試験は自社内で実施しています。1つの試験では、加速度計3200B4が組み込まれた衝撃試験装置Avex SM-105を用いてWDMカプラに衝撃を加えています。ほかの試験では、Dynamic Solutions社の振動装置DS-2200VH/8-19、振動コントローラVT1436と加速度計356A01を使用して振動を与えています。WDMカプラは、2方向へのファイバーサイドプル試験(0.23 kg 、90° 、5秒間)も実施しています。

Test Parameter

Conditions

Reference

Mechanical Shock

Acceleration: 500 g
Pulse Width: 1 ms
Pulse Shape: Half-Sine
# of Directions: 6
# of Shocks/Direction: 5

MIL-STD-993
Method 2002

Vibration

Acceleration: 20 g
Frequency Range: 20 Hz to 2000 Hz
Duration: 4 min/cycle
Number of Cycles/Axis: 4
Axes: X, Y, Z

MIL-STD-883
Method 2007
Condition A

Fiber Side Pull

0.23 kg, 90°, 5 sec, 2 directions

GR-1209-CORE

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ダンプヒート試験(群2)

これらのWDMカプラは自社施設においてダンプヒート(高温高湿)で行われました。Test Equity Model 115A Temperature Chamberを使用して温度85 °C ± 2 °C、相対湿度85% ± 5%を2000時間維持しました。

Test Parameter

Conditions

Reference

Damp Heat

85 °C (±2 °C)
85% (±5%) Relative Humidity
2000 Hours

MIL-STD-883 Method 103

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高温試験(群3)

これらのWDMカプラの性能試験は、自社施設において乾燥した高温下で実施しました。Test Equity Model 115A Temperature Chamberを使用して温度85 °C ± 2 °C、相対湿度< 40%を2000時間維持しました。

Test Parameter

Conditions

Reference

High Temperature Storage (Dry Heat)

85 °C (±2 °C)
< 40% Relative Humidity
2000 Hours

EIA/TIA-455-4A

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低温試験(群4)

これらのWDMカプラの性能試験は、自社施設において実施しました。Test Equity Model 115A Temperature Chamberを使用して温度-40 °C ± 5 °C、相対湿度制御なしを2000時間維持しました。

Test Parameter

Conditions

Reference

Low Temperature Storage

-40 °C (±5 °C)
Uncontrolled Relative Humidity
2000 Hours

EIA/TIA-455-4A

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温度サイクル試験(群5)

これらのWDMカプラの性能試験は、自社施設においてそれぞれの環境での温度サイクル時に実施しました。-40 °C～85 °C (±2 °C)を500サイクル温度変化させました(各サイクルごとに室温で10分間の休止があり)。

Test Parameter

Conditions

Reference

Temperature Cycling

-40 °C to 85 °C (±2 °C)
500 Cycles with 10 Minute Pause at Room Temperature

MIL-STD-883
Method 1010

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Quick Links
Damage at the Air / Glass Interface
Intrinsic Damage Threshold
Preparation and Handling of Optical Fibers

レーザによる石英ファイバの損傷

このチュートリアルではコネクタ無し(素線)ファイバ、コネクタ付きファイバ、およびレーザ光源に接続するその他のファイバ部品に関連する損傷メカニズムを詳しく説明しています。そのメカニズムには、空気/ガラス界面(自由空間結合時、またはコネクタ使用時)ならびにファイバ内における損傷が含まれます。ファイバ素線、パッチケーブル、または溶融型カプラなどのファイバ部品の場合、損傷につながる複数の可能性(例:コネクタ、ファイバ端面、機器そのもの)があります。ファイバが対処できる最大パワーは、常にそれらの損傷メカニズムの中の最小の限界値以下に制限されます。

損傷閾値はスケーリング則や一般的なルールを用いて推定することはできますが、ファイバの損傷閾値の絶対値は利用方法やユーザ定義に大きく依存します。このガイドは、損傷リスクを最小に抑える安全なパワーレベルを推定するためにご利用いただくことができます。適切な準備と取扱い方法に関するガイドラインにすべて従えば、ファイバ部品は規定された最大パワーレベルで使うことができます。最大パワーの値が規定されていない場合は、部品を安全に使用するために下表の「実用的な安全レベル」の範囲に留めてご使用ください。パワー処理能力を低下させ、ファイバ部品に損傷を与える可能性がある要因は、ファイバ結合時のミスアライメント、ファイバ端面の汚れ、あるいはファイバそのものの欠陥などですが、これらに限られるわけではありません。特定の用途におけるファイバのパワー処理能力に関するお問い合わせは当社までご連絡ください。

Power Handling Limitations Imposed by Optical Fiber

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損傷のないファイバ端

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損傷のあるファイバ端

空気/ガラス界面における損傷

空気/ガラス界面ではいくつかの損傷メカニズムが存在する可能性があります。自由空間結合の時、またはコネクタで2本のファイバを結合した時、光はこの界面に入射します。高強度の光は端面を損傷し、ファイバのパワー処理能力の低下や恒久的な損傷につながる場合があります。コネクタ付きのファイバで、コネクタがエポキシ接着剤でファイバに固定されている場合、高強度の光によって発生した熱により接着剤が焼けて、ファイバ端面に残留物が残る可能性があります。

Estimated Optical Power Densities on Air / Glass Interface^a
Type	Theoretical Damage Threshold^b	Practical Safe Level^c
CW (Average Power)	~1 MW/cm²	~250 kW/cm²
10 ns Pulsed (Peak Power)	~5 GW/cm²	~1 GW/cm²

すべての値はコネクタ無し(素線)の石英ファイバに対する仕様で、クリーンな状態のファイバ端面への自由空間結合に適用されます。
損傷リスク無しでファイバ端面に入射できる最大パワー密度の推定値です。これはシステムに大きく依存するため、ハイパワーで使用する前に光学系内のファイバ部品の性能ならびに信頼性の確認をお客様ご自身で実施していただく必要があります。
ほとんどの使用状態でファイバを損傷することなく端面に入射できる安全なパワー密度の推定値です。

ファイバ素線端面での損傷メカニズム

ファイバ端面での損傷メカニズムはバルクの光学素子の場合と同様なモデル化ができ、UV溶融石英(UVFS)基板の標準的な損傷閾値を石英ファイバに当てはめることができます。しかしバルクの光学素子とは異なり、光ファイバの空気/ガラス界面においてこの問題に関係する表面積やビーム径は非常に小さく、特にシングルモードファイバの場合はそれが顕著です。パワー密度が与えられたとき、ファイバに入射するパワーは、小さいビーム径に対しては小さくする必要があります。

右の表では光パワー密度に対する2つの閾値が記載されています。理論的な損傷閾値と「実用的な安全レベル」です。一般に、理論的損傷閾値は、ファイバ端面の状態も結合状態も非常に良いという条件で、損傷のリスク無しにファイバの端面に入射できる最大パワー密度の推定値を表しています。「実用的な安全レベル」のパワー密度は、ファイバ損傷のリスクが極めて小さくなる値を示しています。ファイバまたはファイバ部品をこの実用的な安全レベルを超えて使用することは可能ですが、その時は取扱い上の注意事項を適切に守り、使用前にローパワーで性能をテストする必要があります。

シングルモードの実効面積の計算
シングルモードファイバの実効面積は、モードフィールド径(MFD)、すなわちファイバ内の光が伝搬する部分の断面積によって定義されます。この面積にはファイバのコアとクラッドの一部が含まれます。シングルモードファイバとの結合効率を良くするためには、入射ビーム径をファイバのモードフィールド径に合致させなければなりません。

例として、シングルモードファイバSM400を400 nmで使用した時のモードフィールド径(MFD)は約Ø3 µmで、SMF-28 Ultraを1550 nmで使用したときのモードフィールド径(MFD)はØ10.5 µmです。これらのファイバの実効面積は下記の通り計算します。

SM400 Fiber: Area = Pi x (MFD/2)² = Pi x (1.5 µm)² = 7.07 µm²= 7.07 x 10^-8 cm² SMF-28 Ultra Fiber: Area = Pi x (MFD/2)² = Pi x (5.25 µm)² = 86.6 µm²= 8.66 x 10^-7 cm²

ファイバ端面が対応できるパワーを推定するには、パワー密度に実効面積を乗じます。なおこの計算は均一な強度プロファイルを想定しています。しかしほとんどのレーザービームでは、シングルモード内でガウス分布を示すため、ビームの端よりも中央のパワー密度が高くなります。よって、これらの計算は損傷閾値または実用的安全レベルに対応するパワーとは若干異なることを考慮する必要があります。連続光源を想定して上記のパワー密度の推定値を使用すると、それぞれのパワーは下記のように求められます。

SM400 Fiber: 7.07 x 10^-8 cm² x 1 MW/cm²= 7.1 x 10^-8 MW = 71 mW (理論的損傷閾値)
7.07 x 10^-8 cm² x 250 kW/cm² = 1.8 x 10^-5 kW = 18 mW (実用的な安全レベル)

SMF-28 Ultra Fiber: 8.66 x 10^-7 cm²x 1 MW/cm² = 8.7 x 10^-7 MW = 870 mW (理論的損傷閾値)
8.66 x 10^-7 cm² x 250 kW/cm²= 2.1 x 10^-4 kW = 210 mW (実用的な安全レベル)

マルチモードの実効面積
マルチモードファイバの実効面積は、そのコア径によって定義されますが、一般にシングルモードファイバのMFDよりもはるかに大きくなります。当社では最適な結合を得るためにコア径のおよそ70～80%にビームを集光することをお勧めしています。マルチモードファイバでは実効面積が大きくなるほどファイバ端面でのパワー密度は下がるので、より大きな光パワー(通常キロワットオーダ)を入射しても損傷は生じません。

フェルール・コネクタ付きファイバに関する損傷メカニズム

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コネクタ付きシングルモード石英ファイバに入力可能なパワー処理限界値(概算)を示したグラフ。各線はそれぞれの損傷メカニズムに応じたパワーレベルの推定値を示しています。入力可能な最大パワーは、損傷メカニズムごとに制限されるパワーのうちの一番小さな値(実線で表示)によって制限されます。

コネクタ付きファイバのパワー処理能力に関しては、ほかにも考慮すべき点があります。ファイバは通常、エポキシ接着剤でセラミック製またはスチール製のフェルールに取り付けられています。光がコネクタを通してファイバに結合されると、コアに入射せずにファイバを伝搬する光は散乱されてファイバの外層からフェルール内へ、さらにフェルール内でファイバを保持する接着剤へと伝搬します。光の強度が大きいとエポキシ接着剤が焼け、それが蒸発して残留物がコネクタ端面に付着します。これによりファイバ端面に局所的に光を吸収する部分ができ、それに伴って結合効率が減少して散乱が増加するため、さらなる損傷の原因となります。

エポキシ接着剤に関連する損傷は、いくつかの理由により波長に依存します。一般に、光の散乱は長波長よりも短波長で大きくなります。短波長用のMFDの小さなシングルモードファイバへの結合時には、ミスアライメントに伴ってより多くの散乱光が発生する可能性があります。

エポキシ樹脂が焼損するリスクを最小に抑えるために、ファイバ端面付近のファイバとフェルール間にエポキシ接着剤の無いエアギャップを有するファイバーコネクタを構築することができます。当社の高出力用マルチモードファイバーパッチケーブルでは、このような設計のコネクタを使用しております。

複数の損傷メカニズムがあるときのパワー処理限界値を求める方法

ファイバーケーブルまたはファイバ部品において複数の損傷要因がある場合(例：ファイバーパッチケーブル)、入力可能なパワーの最大値は必ずファイバ部品構成要素ごとの損傷閾値の中の一番小さな値により決まります。この値が一般的にはパッチケーブルの端面に入射可能な最大のパワーを表します(出力パワーではありません)。　

右のグラフは、シングルモードパッチケーブルにおけるファイバ端面での損傷とコネクタでの損傷に伴うパワー処理限界の推定値を例示しています。ある波長におけるコネクタ付きファイバの総合的なパワー処理限界値は、その波長に対する2つの制限値の小さい方の値(実線)によって制限されます。488 nm付近で使用しているシングルモードファイバは主にファイバ端面の損傷(青い実線)によって制限されますが、1550 nmで使用しているファイバはコネクタの損傷(赤い実線)によって制限されます。

マルチモードファイバの実効面積はコア径で定義され、シングルモードファイバの実効面積より大きくなります。その結果、ファイバ端面のパワー密度が小さくなり、大きな光パワー(通常キロワットオーダ)を入射してもファイバに損傷は生じません(グラフには表示されていません)。しかし、フェルール・コネクタの損傷による限界値は変わらないため、マルチモードファイバが処理できる最大パワーはフェルールとコネクタによって制限されることになります。

上記の値は、取り扱いやアライメントが適切で、それらによる損傷が生じない場合のパワーレベルです。また、ファイバはここに記載されているパワーレベルを超えて使用されることもあります。しかし、そのような使い方をする場合は一般に専門的な知識が必要で、まずローパワーでテストして損傷のリスクを最小限に抑える必要があります。その場合においても、ハイパワーで使用するファイバ部品は消耗品と捉えた方が良いでしょう。

ファイバ内の損傷閾値

空気/ガラス界面で発生する損傷に加え、ファイバのパワー処理能力はファイバ内で発生する損傷メカニズムによっても制限されます。この制限はファイバ自体が本質的に有するもので、すべてのファイバ部品に適用されます。ファイバ内の損傷は、曲げ損失による損傷とフォトダークニングによる損傷の2つに分類されます。

曲げ損失
ファイバが鋭く曲げられると、コア内を伝搬する光がコア/クラッド界面において反射する際に、その反射角が全反射臨界角よりも大きくなります。曲げ損失は、このように内部全反射ができなくなることにより生じる損失です。このような状況下では、光はファイバから局所的に漏れだします。漏れる光のパワー密度は一般に大きく、ファイバのコーティングや補強チューブが焼損する可能性があります。

特殊ファイバに分類されるダブルクラッドファイバは、コアに加えてファイバのクラッド(2層目)も導波路として機能するため、曲げ損失による損傷のリスクが抑えられます。クラッドと被覆の界面の臨界角をコアとクラッドの界面の臨界角より大きくすることで、コアから漏れた光はクラッド内に緩く閉じ込められます。その後、光はセンチメートルからメートルオーダーの距離に渡って漏れ出しますが、局所的ではないため損傷リスクは最小に留められます。当社ではメガワットレベルの大きなパワーにも対応するNA 0.22のダブルクラッドマルチモードファイバを製造、販売しております。

フォトダークニング
もう1つのファイバ内の損傷メカニズムとして、特にコアにゲルマニウムが添加されたファイバをUVや短波長の可視光で使用した時に起こるフォトダークニングまたはソラリゼーションがあります。これらの波長で使用されたファイバは時間の経過とともに減衰量が増加します。フォトダークニングが発生するメカニズムはほとんど分かっていませんが、その現象を緩和するファイバはいくつか開発されています。例えば、水酸イオン(OH)が非常に低いファイバはフォトダークニングに耐性があることが分かっています。またフッ化物などのほかの添加物もフォトダークニングを低減させる効果があります。

しかし、上記の対応をとったとしても、UV光や短波長に使用したファイバはいずれフォトダークニングが生じます。よってこれらの波長で使用するファイバは消耗品としてお考えください。

光ファイバの準備ならびに取扱い方法

一般的なクリーニングならびに操作ガイドライン
この一般的なクリーニングならびに操作ガイドラインはすべてのファイバ製品向けにお勧めしております。さらに付属資料やマニュアルに記載された個々の製品に特化したガイドラインも遵守してください。損傷閾値の計算は、すべてのクリーニングおよび取扱い手順に適切に従ったときにのみ適用することができます。

(コネクタ付き、またはファイバ素線に関わらず)ファイバを設置または組み込む前に、すべての光源はOFFにしてください。これにより、損傷の可能性のあるコネクタまたはファイバの脆弱な部分に集光されたビームが入射しないようにすることができます。
ファイバやコネクタ端面の品質がファイバのパワー処理能力に直結します。ファイバを光学系に接続する前に必ずファイバ端を点検してください。端面はきれいで、入射光の散乱を招く汚れや汚染物質があってはなりません。ファイバ素線は使用前にクリーブし、クリーブの状態が良好であることを確認するためにファイバ端面の点検をしてください。
ファイバを光学系に融着接続する場合、ハイパワーで使用する前にまずローパワーで融着接続の状態が良いことを確認してください。融着接続の品質が良くないと接続面での散乱が増え、ファイバ損傷の原因となる場合があります。
システムのアライメントや光結合の最適化などの作業はローパワーで行ってください。これによりファイバの(コア以外の)他の部分の露光が最小に抑えられます。ハイパワーのビームがクラッド、被覆またはコネクタに集光された場合、散乱光による損傷が発生する可能性があります。

ハイパワーでファイバを使用するための要点
光ファイバやファイバ部品は一般には安全なパワー限界値内で使用する必要がありますが、アライメントや端面のクリーニングがとても良い理想的な条件下では、ファイバ部品のパワー限界値を上げることができる場合があります。入力または出力パワーを増加させる前に、システム内のファイバ部品の性能と安定性を確認し、またすべての安全ならびに操作に関する指示に従わなければなりません。下記はファイバ内またはファイバ部品内の光パワーをの増大させること加を検討していするときに役立つご提案です。

ファイバースプライサを使用してファイバ部品をシステムに融着接続すると、空気/ファイバ界面での損傷の可能性を最小化できます。品質の高い融着接続が実現されるよう、すべて適切なガイドラインに則って実施する必要があります。融着接続の状態が悪いと、散乱や融着接続面での局所的な加熱などが発生し、ファイバを損傷する可能性があります。
ファイバまたはファイバ部品の接続後、ローパワーでシステムのテストやアライメントを実施してください。システムパワーを必要な出力パワーまで徐々に上昇させ、その間、定期的にすべての部品が適切にアライメントされ、結合効率が入力パワーによって変動していないことを確認します。
ファイバを鋭く曲げると曲げ損失が発生し、ファイバのストレスを受けた部分から光が漏れる可能性があります。ハイパワーで使用している時は、大量の光が小さな局所領域(歪みのある領域)から流出すると局所的に加熱され、ファイバが損傷する可能性があります。使用中はファイバの曲げが生じないよう配慮し、曲げ損失を最小限に抑えてください。
また、用途に適したファイバを選ぶことも損傷防止に役立ちます。例えば、ラージモードエリアファイバは、標準的なシングルモードファイバをハイパワー光用として用いる場合の良い代替品となります。優れたビーム品質を有しながらMFDも大きいため、空気/ファイバ界面でのパワー密度は小さくなります。
ステップインデックスシングルモード石英ファイバは、一般にUV光やピークパワーの大きなパルス光には使用しませんが、これはその用途に伴う空間パワー密度が大きいためです。

Posted Comments:

chang.chen (posted 2018-07-11 10:23:51.5)

Hello, I'm looking for a 2-color fiber combiners for 670 nm and 785 nm, but the laser sources are multi-mode fibers with different connectors. 670 nm has a SMA end (100 um core) and 785 nm has a FC/APC end (100 um core). Is it possible to combine them together in one MM fiber? Thanks, Chang

YLohia (posted 2018-07-11 11:57:32.0)

Hello Chang, we may able to offer a customized version of TM105R5S2B with one of the input connectors being FC/APC (the other being SMA by default). You will have to place a fiber optic light trap on one of the output ends and there will be a 50% loss in your signal. We will reach out to you directly to discuss your application further.

GB21 Specifications
Port Jacket Color		Blue	Green
Wavelength		473 nm	532 nm
Bandwidth^a		±5 nm	±5 nm
Insertion Loss^a,b		≤0.4 dB	≤0.4 dB
Transmission^a,b		≥91%	≥91%
Isolation^a,c	@ 473 nm	N/A	≥13 dB
Isolation^a,c	@ 532 nm	≥13 dB	N/A
Polarization-Dependent Loss^a		≤0.2 dB
Optical Return Loss^a		≥60 dB
Fiber Type^d		460HP
Max Power Level^e		50 mW (With Connectors or Bare Fiber) 100 mW (Spliced)
Fiber Lead Length and Tolerance		0.8 m +0.075 m/-0.0 m
Jacket		Ø900 µm Loose Hytrel^®f Tube
Pigtail Tensile Load		10 N
Package Dimensions		Ø0.12" x 2.95" (Ø3.2 mm x 75.0 mm)
Operating Temperature		-40 to 85 °C
Storage Temperature		-40 to 85 °C

RB41 PM Specifications
Port Jacket Color		Blue	Red
Design Wavelength		488 nm	640 nm
Operating Range		473 - 532 nm	630 - 650 nm
Insertion Loss^a,b		≤0.7 dB @ 488 nm	≤0.7 dB @ 640 nm
Transmission^a,b		≥85% @ 488 nm	≥85% @ 640 nm
Polarization Extinction Ratio^c		≥20.0 dB	≥20.0 dB
Isolation^a,d	@ 488 nm	N/A	≥17 dB
Isolation^a,d	@ 640 nm	≥17 dB	N/A
Optical Return Loss^a		≥60 dB
Fiber Type^e		Thorlabs Custom PANDA Fiber
Max Power Level^f		50 mW (With Connectors or Bare Fiber) 100 mW (Spliced)
Fiber Lead Length and Tolerance		0.8 m +0.075 m/-0.0 m
Jacket		Ø900 µm Loose Hytrel^®g Tube
Pigtail Tensile Load		10 N
Package Dimensions		Ø0.12" x 2.95" (Ø3.2 mm x 75.0 mm)
Operating Temperature		-40 to 85 °C
Storage Temperature		-40 to 85 °C

NG71 Specifications
Port Jacket Color		Green	White (NIR)^a
Wavelength		532 nm	785 nm
Bandwidth^b		±5 nm	±5 nm
Insertion Loss^b,c		≤0.3 dB	≤0.3 dB
Transmission^b,c		≥93%	≥93%
Isolation^b,d	@ 532 nm	N/A	≥15 dB
Isolation^b,d	@ 785 nm	≥15 dB	N/A
Polarization-Dependent Loss^b		≤0.2 dB
Optical Return Loss^b		≥60 dB
Fiber Type^e		630HP
Max Power Level^f		100 mW (With Connectors or Bare Fiber) 250 mW (Spliced)
Fiber Lead Length and Tolerance		0.8 m +0.075 m/-0.0 m
Jacket		Ø900 µm Loose Hytrel^®g Tube
Pigtail Tensile Load		10 N
Package Dimensions		Ø0.12" x 2.95" (Ø3.2 mm x 75.0 mm)
Operating Temperature		-40 to 85 °C
Storage Temperature		-40 to 85 °C

コンバイナ/スプリッタ(WDMカプラ)

特長

WDM(波長分割多重)カプラ

WDMカプラの製造工程

ステップ 1

ステップ 2

GR-1221-COREに準拠した試験

試験条件

レーザによる石英ファイバの損傷

空気/ガラス界面における損傷

ファイバ素線端面での損傷メカニズム

フェルール・コネクタ付きファイバに関する損傷メカニズム

複数の損傷メカニズムがあるときのパワー処理限界値を求める方法

ファイバ内の損傷閾値

光ファイバの準備ならびに取扱い方法

コンバイナ/スプリッタ(WDMカプラ):473 nm / 532 nm

コンバイナ/スプリッタ(WDMカプラ):473 nm / 561 nm

コンバイナ/スプリッタ(WDMカプラ):488 nm / 532 nm

コンバイナ/スプリッタ(WDMカプラ):488 nm / 561 nm

コンバイナ/スプリッタ(WDMカプラ):473 nm / 633 nm

コンバイナ/スプリッタ(WDMカプラ):473 nm / 640 nm

コンバイナ/スプリッタ(WDMカプラ):473 nm /670 nm

コンバイナ/スプリッタ(WDMカプラ):488 nm / 633 nm

コンバイナ/スプリッタ(WDMカプラ):488 nm / 640 nm

コンバイナ/スプリッタ(WDMカプラ):488 nm / 640 nm、偏波保持ファイバ

コンバイナ/スプリッタ(WDMカプラ):488 nm / 670 nm

コンバイナ/スプリッタ(WDMカプラ):532 nm / 640 nm

コンバイナ/スプリッタ(WDMカプラ):532 nm / 670 nm

コンバイナ/スプリッタ(WDMカプラ):561 nm / 640 nm

コンバイナ/スプリッタ(WDMカプラ):561 nm / 670 nm

コンバイナ/スプリッタ(WDMカプラ):532 nm / 785 nm

コンバイナ/スプリッタ(WDMカプラ):561 nm / 785 nm

波長コンバイナ/スプリッタ(WDMカプラ):633 nm / 785 nm

コンバイナ/スプリッタ(WDMカプラ):640 nm / 785 nm

コンバイナ/スプリッタ(WDMカプラ):670 nm / 785 nm