Laser a diodi accoppiati a fibra pigtailed e rimovibile

Le differenze tra diodi laser pigtailed e diodi laser accoppiati a fibra.  Per comprendere le differenze, in primo luogo, è utile per noi rivedere il diametro del nucleo, che è un principio importante discusso nella prima parte della nostra serie di accoppiamento in fibra. Quando si pensa al nucleo di una fibra, è utile separarli in due diverse categorie monomodale e multimodale.

Per le fibre monomodali il diametro del nucleo deve essere minuscolo, in genere inferiore a 10 micron, per garantire che nessuna modalità di ordine superiore possa propagarsi attraverso la fibra.  D'altra parte, le fibre multimodali possono avere una vasta gamma di diametri del nucleo che vanno da 62,5 micron in su 1 mm.  Entrambi questi tipi di fibre sono ampiamente utilizzati con diodi laser a seconda delle esigenze dell'applicazione.  Ad esempio, quando il profilo del fascio è essenziale, come nella microscopia, la fibra monomodale è quasi sempre preferita.  Al contrario, in un'applicazione, come il rivestimento laser, dove la potenza è più importante, una fibra multimodale sarebbe la scelta più ovvia.

Sulla base delle piccole dimensioni del diametro del nucleo, è facile vedere che uno dei principali pro dell'approccio pigtailed è la stabilità dell'allineamento.  Quando si utilizza una fibra rimovibile, è impossibile garantire che ogni volta che la fibra è collegata, si allinei nello stesso punto, riducendo l'efficienza complessiva di accoppiamento del sistema.

Detto questo, i diodi laser pigtailed soffrono di un inconveniente significativo; se la fibra è danneggiata non può essere sostituita senza rispedirla al produttore per la riparazione.  Infatti, in alcuni casi, come con i pacchetti laser sigillati ermeticamente anche se si rispedisce il laser al produttore, potrebbero non essere in grado di aprire il pacchetto senza causare danni irreparabili.   Per le fibre monomodali e multimodali a nucleo più piccolo, con una corretta manipolazione, una fibra raramente si rompe, ma con l'aumentare delle dimensioni della fibra aumenta anche il rischio di danneggiarla.  Questo perché il raggio di curvatura minimo di una fibra è definito come 150 volte il suo diametro di rivestimento.  Di conseguenza, una tipica fibra multimodale 105/125 può essere piegata in un anello di 3,5 cm senza problemi, ma una fibra multimodale 600/660 di grande nucleo può rompersi se avvolta più stretta di 18 cm.  Pertanto, i laser a diodi accoppiati a fibra multimodale a nucleo grande sono in genere rimovibili per una facile sostituzione.

Infine, quando si sceglie tra fibre pigtailed e staccabili, è necessario prendere in considerazione anche il livello di potenza del laser.  Tutti capiscono che il processo di accoppiamento della fibra di un diodo laser non è efficiente al 100%, e questo significa che la "potenza persa", che non entra nella fibra, deve andare da qualche parte.  Quando si ha a che fare con laser ad alta potenza, questa "potenza persa" può riscaldare rapidamente l'estremità prossimale della fibra richiedendo un adeguato dissipatore di calore.  In generale, quando un laser a diodi è pigtailed, è piuttosto difficile riscaldare correttamente la punta della fibra spesso portando a guasti meccanici. Utilizzando una fibra staccabile, il connettore stesso può servire a dissipare la punta, riducendo il rischio di surriscaldamento.

È anche importante notare che molti sistemi di diodi laser utilizzeranno una combinazione di fibre pigtailed e staccabili per ottenere il meglio da entrambi i mondi.  In questi sistemi, uno o più diodi sono internamente accoppiati con una fibra permanentemente pigtailed e quindi terminati in un connettore a paratia che viene alimentato attraverso il case, consentendo di collegare e sostituire una fibra esterna rimovibile mantenendo l'efficacia dell'accoppiamento interno.

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