光纤反射/散射探测光纤束
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光纤反射/散射探测光纤束
特性
Y型光纤跳线，用于反射和荧光光谱仪
三种波长范围以供选择
250 - 1200 nm
400 - 2400 nm
285 - 4500 nm
样品分支带有SMA905接头或Ø1/4英寸探针
光源端照亮样品端，以便观测样品
反射光从样品传到光谱仪
强化不锈钢套管和不锈钢消应力护套，保证耐用性
Y型接头，带可调光纤夹具
Thorlabs光纤束探针是针对测量漫反射和镜面反射、色彩、荧光以及后向散射(固体，液体和粉末状)进行优化设计的。光纤束被分为两路，一路将光从光源传输给样品，一路将样品反射光传输给光谱仪，参考分支直接将光从光源处传输给另一光谱仪。光纤束由芯径为200 µm的多模光纤组成，其中掺高羟基离子用于250 - 1200 nm的条件下，掺低羟基离子用于400-2400 nm的条件下。使用ZrF4光纤的光纤束可在285- 4500 nm的范围内使用，但它是专为中红外范围内使用而设计。请看右下方的曲线图，比较光纤束中使用不同的光纤类型产生的衰减效果。
反射探头夹具
Thorlabs提供光纤探头支架和夹持块(下面有售)。SMA接头的样品端可用RPS-SMA支架或RPH-SMA支架进行安装，而Ø1/4英寸的探头样品端使用RPS支架或RPH支架安装。两者都可以将样品端探头或SMA接头靠近样品固定。它们非常容易调节，在测量期间则不允许移动光纤。光纤探头对于镜面反射光谱仪在垂直方向固定，对于漫反射光谱仪则45度固定。
该装置使用了Thorlabs带SMA接头的反射探头、反射探头夹具、CCD光谱仪和
宽带光纤耦合光源。请注意：光纤在光源中的定位可能与此示意图有所不同。
掺低或高羟基离子的石英光纤在可见光波长范围时，具有较好的衰减效果，而ZrF4光纤在波长范围为2.0 - 3.6
µm时，衰减较低，相对平整。
每根分叉光纤跳线有一个耐用铝制Y型节点，还包含一个可调光纤夹具(上图所示的型号为RP20)。
芯径尺寸、波长范围和数值孔径信息可在SMA探头样品端的消应力保护套上。光纤配置刻在保护套的另一端，如下所示。
RP22反射探头带有Ø1/4英寸探针，用来测量漫反射的颜色
使用RP20探头和RPH-SMA夹块测量镜面反射
规格
Bundles with SMA Connector Sample Legs | |||||
Item # | RP20 | RP21 | RP28 | RP29 | RP30 |
Light Source Leg | SMA Connector | SMA Connector | SMA Connector | ||
Fiber Configuration, Terminator Side View (Click for Details) | | | | ||
Sample Leg | SMA Connector | SMA Connector | SMA Connector | ||
Fiber Configuration, Terminator Side View (Click for Details) | | | |||
Spectrometer Leg | SMA Connector | SMA Connector | SMA Connector | ||
Fiber Configuration, Terminator Side View (Click for Details) | | | | ||
Specifications | |||||
Wavelength Range | 250 - 1200 nmb | 400 - 2400 nm | 250 - 1200 nmb | 400 - 2400 nm | 285 - 4500 nmc |
Fiber Type | FG200UEA | FG200LEA | FG200UEA | FG200LEA | ZrF4 Multimode |
Hydroxyl Ion Content | High OH | Low OH | High OH | Low OH | - |
Fiber Core Size | Ø200 µm ± 2% | Ø200 µm ± 10 µm | |||
Fiber Cladding | 220 ± 2 µm | 290 ± 10 µm | |||
Fiber NAd | 0.22 | 0.20 ± 0.02 @ 2.0 µm | |||
Fiber Attenuation Plot | |
| |||
Minimum Bend | Short Term: 19 mme | 140 mm ± 30 mmg | |||
Length | 2 +0.075/-0.0 m | 1 +0.1/-0.0 m | |||
a. 暗纤作为隔圈，其精确位置并不固定。
b. 低于300 nm时使用会随时间产生负感作用。如需用抗负感光纤定制光纤束，请联系技术支持。
c. 光纤的工作波长范围即衰减小于3 dB/m(每米透射率>50%)的区域。
d. 光纤束的数值孔径与所构成的单根光纤相同。
e. 受到不锈钢套管的限制
f. 受到光纤的限制
g. 光纤束的弯曲半径受到套管的限制。对于裸纤，其短期弯曲半径≥40 mm，长期弯曲半径≥80 mm。
Bundles with SMA Connector Sample Legs | |||||
Item # | RP22 | RP23 | RP24 | RP25 | RP31 |
Light Source Leg | SMA Connector | SMA Connector | SMA Connector | ||
Fiber Configuration, Terminator Side View (Click for Details) | | | | ||
Sample Leg | Ø1/4" Probeb | Ø1/4" Probeb | Ø1/4" Probeb | ||
Fiber Configuration, Terminator Side View (Click for Details) | | | |||
Spectrometer Leg | SMA Connector | SMA Connector | SMA Connector | ||
Fiber Configuration, Terminator Side View(Click for Details) |
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Specifications | |||||
Wavelength Range | 250 - 1200 nmc | 400 - 2400 nm | 250 - 1200 nmc | 400 - 2400 nm | 285 - 4500 nmd |
Fiber Type | FG200UEA | FG200LEA | FG200UEA | FG200LEA | ZrF4 Multimode |
Hydroxyl Ion Content | High OH | Low OH | High OH | Low OH | - |
Fiber Core Size | Ø200 µm ± 2% | Ø200 µm ± 10 µm | |||
Fiber Cladding | 220 ± 2 µm | 290 ± 10 µm | |||
Fiber NAe | 0.22 | 0.20 ± 0.02 @ 2.0 µm | |||
Fiber Attenuation Plot | | | |||
Minimum Bend | Short Term: 19 mmf | 140 mm ± 30 mmh | |||
Length | 2 +0.075/-0.0 m | 1 +0.1/-0.0 m | |||
a. 暗纤作为隔圈，其精确位置并不固定。
b. 样品分支的末端可以用蘸有丙酮或甲醇的擦镜纸清洁。
c. 低于300 nm时使用会随时间产生负感作用。如需用抗负感光纤定制光纤束，请联系技术支持。
d. 光纤的工作波长范围即衰减小于3 dB/m(每米透射率>50%)的区域。
e. 光纤束的数值孔径与所构成的单根光纤相同
f. 受到不锈钢套管的限制
g. 受到光纤的限制
h. 光纤束的弯曲半径受到套管的限制。对于裸纤，其短期弯曲半径≥40 mm，长期弯曲半径≥80 mm。
环形与线性分支光纤探针比对
我们带有6根环形或线形光纤束分支的标准反射式探针。环形光纤探针(RP20、RP21、RP22、RP23、RP30和RP31)如左下图所示，将要耦合到光源，以透过尽可能多的光到样品。
线形光纤探针(RP24、RP25、RP28和RP29)如右下图所示，将要耦合到带竖直夹缝的光谱仪，比如我们的小型光谱仪。这种设计限制了到达样品的透射光量，同时维持到达光谱仪的透射光量。这样可以保护对光线照射或吸收引起的热敏感的样品。为了**化耦合到光谱仪中的光量，在将光谱仪平放在平台上时，应将线形光束套筒上的标识对齐光谱仪的顶部。
输出对比
下方的入口狭缝图片表明了单光纤和线形光纤束如何与光谱仪入口狭缝耦合。线形光纤束比单根光纤跳线更加匹配狭缝结构。为了达到一点，在将光谱仪平放在平台上时，应将线形光束分支对齐正面朝上的标识。圆束探针可以反向使用，具有与线束相似的性能，只要光纤束与光谱仪入口狭缝的几何形状匹配即可。对于我们的小型光谱仪来说，情况并非如此，它们具有线性入口狭缝(如下所示)，因此在这种配置下光量将受到严重影响。
当线形分支连接并与光谱仪正确对准时，与圆形探针相比，具有线形分支的探针提供类似的净光通量。这是因为光纤束增加了从光源到样品(圆形光纤束)或从样品到光谱仪(线形光纤束)的光通量。下图比较了由宽带镜反射并使用CCS200光谱仪测量的MBB1F1宽带光纤耦合LED光源产生的光谱。这些数据集是通过将RP23环形分支光纤束和RP25线形分支光纤束根据上图配置而获得的。
光谱对比图，光谱通过MBB1F1宽带光源通过宽带反射镜反射，并通过CCS200光谱仪测量。光纤探针结构图请看下表。
Single-Fiber Cable Linear Fiber Bundle
左:
光从CCS200光谱仪20 µm x 2 mm狭缝后M25L01光纤跳线端面出射。右:
光从CCS200光谱仪20 µm x 2 mm狭缝后线形光纤束端面出射。注意：光纤束的输出端被临近光谱仪狭缝的内置Ø1.2 mm缩短(详细信息请查看紧凑光谱仪规格标签)。
反射光谱仪应用
这些反射光谱仪探头能和我们的CCD光谱仪、宽带光纤耦合光源和下面所售的光纤探头夹具一起完成漫反射、镜面反射和颜色测量。
光源
如上所示的SLS201L卤钨灯宽带光纤耦合光源，在360-2600纳米波长范围提供2796K的黑体辐射光谱，带针对低光谱和强度的主动电子电路稳定功能。另外，性能相似的SLS202L光源的色温是1900K，发光范围是450-5500纳米。而SLS203L提供了1500K色温的自由空间输出，发光范围为500 - 9000 nm。我们也供应多种峰值波长或宽带白光发射光谱的光纤耦合LED。
另外，如果不用反射探头作照明，Thorlabs还供应多种自由空间输出或单光纤输出的宽带和单波长光源。我们光纤耦合和液体光导播耦合的等离子体提供一种黑体类型光谱的极强照明。我们的光纤耦合激光光源针对单波长照明提供一些选项。
利用RPH夹块以45°放置测试漫反射。
定制光纤束
Thorlabs乐于给您供应定制的带随机或确定光纤配置的直光纤束和扇出光纤束。有下表列出了我们当前能生产的一些光纤束。我们正在扩展生产能力，所以如果此处没有您所要求的光纤束也可以联系我们。
一些定制光纤束的要求将超出我们的一般的生产工艺技术范围。所以我们不能保证能够制造出的光纤束配置符合您的特殊应用要求。但是，我们的工程师也非常乐于与您一起确定Thorlabs是否能够生产符合您需要的光纤束。如需报价，请提供给我们您的光纤束配置图。
样品光纤束接头配置
定制1转4束扇出型光缆
定制带SMA905接头的石英光纤束
Custom Bundle Capabilities | |||
Bundle Configuration | Straighta | Fan Out (2 or More Legs)a,b | |
Fiber Types | Single Mode | Standard (320 to 2100 nm), Ultra-High NA (960 to 1600 nm), Dispersion Compensating (1500 to 1625 nm), Photosensitive (980 to 1600 nm) | |
Multimode | 0.10 NA Step Index (280 to 750 nm), 0.22 NA Step Index (190 to 2500 nm), 0.39 NA Step Index (300 to 2200 nm), Multimode Graded Index (750 to 1450 nm), Multimode ZrF4 (285 nm to 4.5 µm) | ||
Tubing Optionsc | Thorlabs' Stock Furcation Tubing, Stainless Steel Tubing or Black Heat Shrink Tubing | ||
Connectors | SMA905 (Ø2 mm Max Cored), FC/PC (Ø800 µm Max Cored), | ||
Length Tolerancee | ±0.14 m | ||
Active Area Geometryf | Round or Linear | ||
Angle Polishing | On Special Request. Available for up to Ø105 µm Core on Single Fiber End. | ||
a. 在一束20根光纤中，一般最多有一根是暗纤，即一束中95%的光纤都是完好的。对于每支中不止一根光纤的光纤束，有5-10%的光纤是暗纤。
b. 这些光纤束不适合要求均匀功率分布的应用。
c. 套管的选择会被光纤类型、光纤数量和长度所限制。一般来说，在定制光纤束中会使用不止一种套管，尤其是分叉光纤束。
d. 它代表公共端光纤的**纤芯直径。分离端光纤的纤芯直径算入了公共端纤芯直径。
e. 光纤束的长度公差≤2 m。请联系techsupport-cn@thorlabs.com讨论更长光纤束的公差。
f. 我们不能保证在分叉光纤束公共端处光纤或几何结构之间的距离。
我们的光缆工程师可以协助设计符合您应用的光纤束。对于您的定制光纤束要求，请联系techsupport-cn@thorlabs.com。请提供您定制光纤束的图纸，我们可以更快地给您报价。
光纤反射探头束，SMA接头，单光纤光谱仪分支
每个接头都刻有分支的光纤输出配置。请注意，暗纤作为隔圈，其精确位置并不固定。对于中红外光纤束，暗纤不会处于光源分支的中心。
Item # | Hydroxyl | Wavelength | Fiber | Jacket | Light | Sample | Spectrometer | Fiber | Fiber | NA | Min Bend Radius | Fiber Attenuation Plot | |
Short | Long | ||||||||||||
RP22a | High OH | 250 - 1200 nmb | FG200UEA | FT061PS | SMA | Ø1/4" | SMA | 200 µm ± 2% | 220 ± 2 µm | 0.22d | 19 mme | 53 mmf | |
RP23a | Low OH | 400 - 2400 nm | FG200LEA | ||||||||||
RP31g | - | 285 - 4500 nmh | ZrF4 | FT080SS | 200 µm ± 10 µm | 290 ± 10 µm | 0.20 ± 0.02 | 140 mm ± 30 mmi |
| ||||
由于掺低羟基离子石英光纤、掺高羟基离子石英光纤和ZrF4中红外光纤的工作波长范围有重叠，有必要考虑它们在指定波长范围内的衰减性能，才能选择出合适的光纤束。掺低和高羟基离子石英光纤在可见光波长范围内衰减较低，而ZrF4光纤在波长范围为2.0 - 3.6 µm时，衰减较低，相对平整。下表中可以看到衰减曲线图。
每个光纤束包含三个橡胶保护帽，能够防止接头端受到灰尘和其它有害物质的污染。额外的CAPM橡胶保护帽单独出售。
低于300 nm时使用会随时间产生负感作用。如需用抗负感光纤定制光纤束，请联系技术支持。
样品分支的末端可以用蘸有丙酮或甲醇的镜头纸清洁。
光纤束的数值孔径与所构成的单根光纤相同。
受到不锈钢套管的限制
受到光纤的限制
每个光纤束包含两个螺纹金属保护帽。如需额外用于SMA接头端的光纤帽，可以单独出售CAPMM。
光纤的工作波长范围即衰减小于3 dB/m(每米透射率>50%)的区域。
光纤束的弯曲半径受到套管的限制。对于裸纤，其短期弯曲半径≥40 mm，长期弯曲半径≥80 mm。
产品型号 | 公英制通用 |
RP22 | 反射式光纤探针，带环形分支，Ø200 µm，高羟基(250-1200 nm)，SMA转Ø1/4英寸探针，长度为2 m |
RP23 | 反射式光纤探针，带环形分支，Ø200 µm，低羟基(400-2400 nm)，SMA转Ø1/4英寸探针，长度为2 m |
RP31 | 中红外反射式探针，带环形分支，Ø200 µm，ZrF4(285-4500 nm)，SMA转Ø1/4英寸探针，长度为1 m |
光纤反射探针束，Ø1/4英寸探针样品分支，线性束光谱仪分支
RP28和RP29反射探针具有一个光谱仪分支，它是线性光纤束配置，改善了与我们紧凑型光谱仪的耦合效率。线性光纤束端部比单光纤或环形光纤束配置更匹配入口狭缝的形状，增大了进入装置的光量(更多信息请见环形分支与线性分支比对标签)。这非常适用于具有低反射率的样品，或者近红外应用。光源端由单光纤组成；当需要尽可能减少样品曝光的时候，这可能很有用。
将光纤束线缆的线性端插入光谱仪或其它装置中时，光纤阵列必须与入口狭缝对准。为了便于对准，光纤阵列的轴由接头套管上的一条线指示，如右图所示。光纤束和狭缝并不需要精密对准，但是失准超过±5°可能导致信号强度减弱。为了使信号强度**化，我们建议旋转光纤束，同时监测光谱仪中的光强；一旦优化后，拧紧SMA接头的螺纹部分，以将光纤束锁紧到位。与我们的CCD紧凑型光谱仪一起使用这些光纤束时，光纤阵列应垂直定向。
每个SMA接头都刻有分支的光纤输出配置
光谱仪端头对准刻线
Item # | Hydroxyl | Wavelength | Fiber | Light | Sample | Spectrometer | Fiber | Fiber | NA | Min Bend Radius | Fiber Attenuation Plot | |
Short | Long | |||||||||||
RP24 | High OH | 250 - 1200 nmb | FG200UEA | SMA | Ø1/4" | SMA | 200 µm ± 2% | 220 ± 2 µm | 0.22d | 19 mm | 53 mm |
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RP25 | Low OH | 400 - 2400 nm | FG200LEA | |||||||||
a. 每个跳线包含三个橡胶保护盖，能够防护接头端免受灰尘和其它有害物质的污染。我们也单独提供SMA接头的其它CAPM橡胶光纤盖。
b. 当用于300 nm以下时，可能会发生负感作用。如需用抗负感光纤定制光纤束，请联系技术支持。
c. 样品分支的末端可以用蘸有丙酮或甲醇的镜头纸清洁。
d. 受到不锈钢管限制
e. 受到光纤限制
f. 光纤束的数值孔径与单个光纤的一样。
产品型号 | 公英制通用 |
RP24 | 带线性分支的反射式光纤探针，Ø200微米, 高OH (250 - 1200纳米), SMA 转 Ø1/4英寸探针, 2 米长 |
RP25 | 带线性分支的反射式光纤探针，Ø200微米, 高OH (400-2400纳米), SMA转 Ø1/4英寸探针, 2 米长 |
可调探头支架
牢固地固定带SMA接头的光纤探头
光纤探头与样品成90度或45度角
可调高度的夹持臂能接受最高60毫米（2.36英寸）的样品
带刻度网格和同心圆的Ø6英寸（Ø152.4毫米）底座
也可购买替换用的夹持臂组合
RPS-SMA可调高度支架由一个可调的光学夹持臂（RPA-SMA，可单独购买）、一个带公制刻度的Ø1/2英寸接杆和一个带同心圆和网格图案的Ø6英寸（152.4毫米）底座。夹持臂有三个SMA端口，可以相对样品成90度或45度角定位光纤探头，分别用于镜面反射和漫反射测量。90度SMA安装座使SMA接头末端与夹持臂的底部一样高，使它与样品直接接触，如最右的图片所示。另外，45度安装隔板允许用两根分开的光纤跳线进行45度入射角（AOI）的镜面反射测量。
使用45度SMA安装座的漫反射测量
使用90度SMA安装座的镜面反射测量
RPA-SMA光纤夹具臂的下侧面
产品型号 | 公英制通用 |
RPS | 可调光纤探头支架，用于Ø1/4英寸探头 |
RPS-SMA | 可调光纤探头支架，SMA接头 |
RPA | 更换用的夹臂，可调光纤探头支架，用于Ø1/4英寸探头 |
RPA-SMA | 用于可调光纤探头支架的替换臂，SMA接头 |
小型的探头夹持块
带SMA接头的光纤探头与样品成90度或45度角固定
将RPH-SMA直接放在平坦表面的样品上进行反射和颜色测量
用于Ø1/4英寸光纤探针的RPH夹块允许光纤束直接放置在样品上。即使不用遮蔽胶带，覆盖小孔之后也能阻止背景光进入。有两个端口可用，以便将探针相对样品以45° 或90°放置， 利用TS25H翼形螺钉即可实现探针高度的调节。
RPH-SMA小型光纤夹持块允许光纤头距离样品0.48英寸（12毫米）放置，而且能够阻挡房间内的背景光。使用时直接将RPH-SMA放在平坦样品上，使输出端位于装置底部（最右下图所示），可以测量整个样品区域。该夹块有三个SMA连接隔板和两个可移动CAPN1隔板端帽（额外端帽下方有售）。这些端帽可以用来遮住测量过程中不用的端口，以防止背景光的影响。另外，双45°安装隔板允许两个分离的光纤跳线用于镜面反射测试，入射角为45° 。
两个夹块的45°和90°测试端公用一个出口，如RPH原理图以及RPH-SMA 下方图片所示。
RPH原理图
RPH-SMA下侧
使用RPH Ø1/4英寸探针夹具进行镜面反射测量
使用RPH-SMA安装座进行漫反射测量
产品型号 | 公英制通用 |
RPH | 用于Ø1/4英寸光纤探头的夹持块 |
RPH-SMA | 用于光纤探头的夹持块，SMA接头 |
CAPN1 | Customer Inspired! 金属盖，用于SMA匹配套管 |