Thorlabs光遺傳學(xué)分叉光纖束：2根光纖

Thorlabs光遺傳學(xué)分叉光纖束：2根光纖特性

植入樣本的一端有兩種插芯尺寸以供選擇：Ø1.25 mm或Ø2.5 mm

不連接樣本的一端有SMA905或2.0 mm窄鍵FC/PC接頭

纖芯Ø200 µm或Ø400 µm的多模光纖

光纖數(shù)值孔徑0.22，用于Ø200 µm

光纖數(shù)值孔徑0.39，用于Ø200 µm和Ø400 µm

插芯端口可連接I可植入光纖針頭

熱縮套管重量很輕，減少對樣本的壓力

從公共端到分離端的總長度為1 m

可以定制

這些分叉多模光纖跳線，也稱之為Y跳線，非常適用于需要in vivo同步刺激的光遺傳學(xué)實驗。陶瓷插芯兼容我們的可植入光纖針頭，而SMA905或FC/PC接頭可與光源連接，分別比如，我們帶SMA接頭的光纖耦合LED或多模光纖耦合激光光源。這些跳線具有芯徑為Ø200 µm(數(shù)值孔徑為0.22或0.39)或Ø400 µm(數(shù)值孔徑為0.39)的光纖。光纖外層覆蓋了一層薄薄的，厚約Ø1.4 mm的熱縮套管，保護光纖并大程度的減小跳線重量，降低對樣本的壓力?？赏ㄟ^使用ADAL1匹配套管或ADAL3互連件，將Ø1.25 mm 插芯的跳線輕松連接Ø1.25 mm的光纖針頭。也可通過使用ADAF2互連件或ADAF1匹配套管將Ø2.5mm插芯的跳線輕松連接Ø2.5 mm的光纖針頭。

每根光纖跳線包括三個保護帽，避免插芯端及公共接頭在未使用時存積灰塵或受到其他損害。我們也單獨出售額外的光纖帽。如果光纖端因經(jīng)常使用而存積灰塵，我們提供檢測工具以供選擇，包括FS201光纖檢測器，以及光纖清潔用品。

所有光纖針頭和光遺傳學(xué)光纖跳線通過互連件或匹配套管可以輕松連接。

插芯尺寸和纖芯尺寸

Thorlabs提供Ø1.25 mm或Ø2.5 mm陶瓷插芯的光遺傳學(xué)跳線。使用較細的Ø1.25 mm插芯可在近距離植入多個針頭，適合例如雙刺激的應(yīng)用。相比之下， Ø2.5 mm插芯針頭和跳線更易操作，并提供更加強大的連接力，適合較大樣本。

可根據(jù)需求定制光纖束，包括直光纖束和分叉光纖束，后者將一個公共接頭可分為兩個或以上個接頭?？稍?em>定制光纖束標簽下查看我們部分定制光纖束功能的概述。如需了解詳情，請聯(lián)系技術(shù)支持。

匹配套管和光纖跳線兼容性

我們Ø1.25 mm插芯的針頭與ADAL1匹配套管和ADAL3互連件兼容。我們Ø2.5 mm插芯的針頭與ADAF1匹配套管和ADAF2互連件兼容。光纖跳線上陶瓷插芯的直徑選擇應(yīng)該與可植入光纖針頭上插線的直徑相匹配。針頭與不同插芯材質(zhì)的光纖跳線可連接匹配，不會導(dǎo)致重大的額外的信號損耗。但纖芯尺寸、數(shù)值孔徑(NA)和插芯直徑應(yīng)該相互匹配，以便正確接頭獲得大信號強度。

光纖束的另一端有一個SMA905或FC/PC的接頭連接其他元件，例如帶SMA接頭的光纖耦合LED。如果連接到光纖耦合激光光源，那么分叉束的兩條光纖都不會亮。因此，如果需要使用S1FC473MM
473 nm多模光纖耦合激光光源做雙針頭研究，我們推薦使用用于光遺傳學(xué)的2x2多模耦合器。

我們的光遺傳學(xué)系列產(chǎn)品具有多種光纖數(shù)值孔徑；本頁出售數(shù)值孔徑為0.22或0.39的針頭。

數(shù)值孔徑(NA)

數(shù)值孔徑(NA)決定了光從針頭頂端的光纖出射的錐角。0.22 NA光纖在較小的區(qū)域產(chǎn)生強烈的錐形光，而0.39 NA光纖輸入光的錐角比較寬，它照亮的區(qū)域更大，但光強更低(如上圖所示)。

適合In Vivo應(yīng)用的光遺傳學(xué)系列產(chǎn)品

下圖體現(xiàn)了Y型光纖束的一個應(yīng)用：雙刺激。Thorlabs提供多種產(chǎn)品，以支持in vivo光遺傳學(xué)應(yīng)用。請看上面的光遺傳學(xué)選擇指南標簽，了解針對不同應(yīng)用提供的完整產(chǎn)品清單。

光纖規(guī)格

損傷閥值

激光誘導(dǎo)的光纖損傷

以下教程詳述了無終端(裸露的)、有終端光纖以及其他基于激光光源的光纖元件的損傷機制，包括空氣-玻璃界面(自由空間耦合或使用接頭時)的損傷機制和光纖玻璃內(nèi)的損傷機制。諸如裸纖、光纖跳線或熔接耦合器等光纖元件可能受到多種潛在的損傷(比如，接頭、光纖端面和裝置本身)。光纖適用的大功率始終受到這些損傷機制的小值的限制。

雖然可以使用比例關(guān)系和一般規(guī)則估算損傷閾值，但是，光纖的損傷閾值在很大程度上取決于應(yīng)用和特定用戶。用戶可以以此教程為指南，估算大程度降低損傷風(fēng)險的安全功率水平。如果遵守了所有恰當(dāng)?shù)闹苽浜瓦m用性指導(dǎo)，用戶應(yīng)該能夠在的大功率水平以下操作光纖元件；如果有元件并未大功率，用戶應(yīng)該遵守下面描述的"實際安全水平"該，以安全操作相關(guān)元件。可能降低功率適用能力并給光纖元件造成損傷的因素包括，但不限于，光纖耦合時未對準、光纖端面受到污染或光纖本身有瑕疵。關(guān)于特定應(yīng)用中光纖功率適用能力的深入討論，請聯(lián)系技術(shù)支持techsupport-cn@thorlabs.com。

空氣-玻璃界面的損傷

空氣/玻璃界面有幾種潛在的損傷機制。自由空間耦合或使用光學(xué)接頭匹配兩根光纖時，光會入射到這個界面。如果光的強度很高，就會降低功率的適用性，并給光纖造成性損傷。而對于使用環(huán)氧樹脂將接頭與光纖固定的終端光纖而言，高強度的光產(chǎn)生的熱量會使環(huán)氧樹脂熔化，進而在光路中的光纖表面留下殘留物。

損傷的光纖端面

未損傷的光纖端面

所有值針對無終端(裸露)的石英光纖，適用于自由空間耦合到潔凈的光纖端面。

這是可以入射到光纖端面且沒有損傷風(fēng)險的大功率密度估算值。用戶在高功率下工作前，必須驗證系統(tǒng)中光纖元件的性能與可靠性，因其與系統(tǒng)有著緊密的關(guān)系。

這是在大多數(shù)工作條件下，入射到光纖端面且不會損傷光纖的安全功率密度估算值。

插芯/接頭終端相關(guān)的損傷機制

有終端接頭的光纖要考慮更多的功率適用條件。光纖一般通過環(huán)氧樹脂粘合到陶瓷或不銹鋼插芯中。光通過接頭耦合到光纖時，沒有進入纖芯并在光纖中傳播的光會散射到光纖的外層，再進入插芯中，而環(huán)氧樹脂用來將光纖固定在插芯中。如果光足夠強，就可以熔化環(huán)氧樹脂，使其氣化，并在接頭表面留下殘渣。這樣，光纖端面就出現(xiàn)了局部吸收點，造成耦合效率降低，散射增加，進而出現(xiàn)損傷。

與環(huán)氧樹脂相關(guān)的損傷取決于波長，出于以下幾個原因。一般而言，短波長的光比長波長的光散射更強。由于短波長單模光纖的MFD較小，且產(chǎn)生更多的散射光，則耦合時的偏移也更大。

為了大程度地減小熔化環(huán)氧樹脂的風(fēng)險，可以在光纖端面附近的光纖與插芯之間構(gòu)建無環(huán)氧樹脂的氣隙光纖接頭。我們的高功率多模光纖跳線就使用了這種設(shè)計特點的接頭。

曲線圖展現(xiàn)了帶終端的單模石英光纖的大概功率適用水平。每條線展示了考慮具體損傷機制估算的功率水平。大功率適用性受到所有相關(guān)損傷機制的低功率水平限制(由實線表示)。

光纖內(nèi)的損傷閾值

除了空氣玻璃界面的損傷機制外，光纖本身的損傷機制也會限制光纖使用的功率水平。這些限制會影響所有的光纖組件，因為它們存在于光纖本身。光纖內(nèi)的兩種損傷包括彎曲損耗和光暗化損傷。

彎曲損耗

光在纖芯內(nèi)傳播入射到纖芯包層界面的角度大于臨界角會使其無法全反射，光在某個區(qū)域就會射出光纖，這時候就會產(chǎn)生彎曲損耗。射出光纖的光一般功率密度較高，會燒壞光纖涂覆層和周圍的松套管。

有一種叫做雙包層的特種光纖，允許光纖包層(第二層)也和纖芯一樣用作波導(dǎo)，從而降低彎折損傷的風(fēng)險。通過使包層/涂覆層界面的臨界角高于纖芯/包層界面的臨界角，射出纖芯的光就會被限制在包層內(nèi)。這些光會在幾厘米或者幾米的距離而不是光纖內(nèi)的某個局部點漏出，從而大限度地降低損傷。Thorlabs生產(chǎn)并銷售0.22 NA雙包層多模光纖，它們能將適用功率提升百萬瓦的范圍。

光暗化

光纖內(nèi)的第二種損傷機制稱為光暗化或負感現(xiàn)象，一般發(fā)生在紫外或短波長可見光，尤其是摻鍺纖芯的光纖。在這些波長下工作的光纖隨著曝光時間增加，衰減也會增加。引起光暗化的原因大部分未可知，但可以采取一些列措施來緩解。例如，研究發(fā)現(xiàn)，羥基離子(OH)含量非常低的光纖可以抵抗光暗化，其它摻雜物比如氟，也能減少光暗化。

即使采取了上述措施，所有光纖在用于紫外光或短波長光時還是會有光暗化產(chǎn)生，因此用于這些波長下的光纖應(yīng)該被看成消耗品。

制備和處理光纖

通用清潔和操作指南

建議將這些通用清潔和操作指南用于所有的光纖產(chǎn)品。而對于具體的產(chǎn)品，用戶還是應(yīng)該根據(jù)輔助文獻或手冊中給出的具體指南操作。只有遵守了所有恰當(dāng)?shù)那鍧嵑筒僮鞑襟E，損傷閾值的計算才會適用。

安裝或集成光纖(有終端的光纖或裸纖)前應(yīng)該關(guān)掉所有光源，以避免聚焦的光束入射在接頭或光纖的脆弱部分而造成損傷。

光纖適用的功率直接與光纖/接頭端面的質(zhì)量相關(guān)。將光纖連接到光學(xué)系統(tǒng)前，一定要檢查光纖的末端。端面應(yīng)該是干凈的，沒有污垢和其它可能導(dǎo)致耦合光散射的污染物。另外，如果是裸纖，使用前應(yīng)該剪切，用戶應(yīng)該檢查光纖末端，確保切面質(zhì)量良好。

如果將光纖熔接到光學(xué)系統(tǒng)，用戶先應(yīng)該在低功率下驗證熔接的質(zhì)量良好，然后在高功率下使用。熔接質(zhì)量差，會增加光在熔接界面的散射，從而成為光纖損傷的來源。

對準系統(tǒng)和優(yōu)化耦合時，用戶應(yīng)該使用低功率；這樣可以大程度地減少光纖其他部分(非纖芯)的曝光。如果高功率光束聚焦在包層、涂覆層或接頭，有可能產(chǎn)生散射光造成的損傷。

高功率下使用光纖的注意事項

一般而言，光纖和光纖元件應(yīng)該要在安全功率水平限制之內(nèi)工作，但在理想的條件下(佳的光學(xué)對準和非常干凈的光纖端面)，光纖元件適用的功率可能會增大。用戶先必須在他們的系統(tǒng)內(nèi)驗證光纖的性能和穩(wěn)定性，然后再提高輸入或輸出功率，遵守所有所需的安全和操作指導(dǎo)。以下事項是一些有用的建議，有助于考慮在光纖或組件中增大光學(xué)功率。

要防止光纖損傷光耦合進光纖的對準步驟也是重要的。在對準過程中，在取得佳耦合前，光很容易就聚焦到光纖某部位而不是纖芯。如果高功率光束聚焦在包層或光纖其它部位時，會發(fā)生散射引起損傷

使用光纖熔接機將光纖組件熔接到系統(tǒng)中，可以增大適用的功率，因為它可以大程度地減少空氣/光纖界面損傷的可能性。用戶應(yīng)該遵守所有恰當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)來制備，并進行高質(zhì)量的光纖熔接。熔接質(zhì)量差可能導(dǎo)致散射，或在熔接界面局部形成高熱區(qū)域，從而損傷光纖。

連接光纖或組件之后，應(yīng)該在低功率下使用光源測試并對準系統(tǒng)。然后將系統(tǒng)功率緩慢增加到所希望的輸出功率，同時周期性地驗證所有組件對準良好，耦合效率相對光學(xué)耦合功率沒有變化。

由于劇烈彎曲光纖造成的彎曲損耗可能使光從受到應(yīng)力的區(qū)域漏出。在高功率下工作時，大量的光從很小的區(qū)域(受到應(yīng)力的區(qū)域)逃出，從而在局部形成產(chǎn)生高熱量，進而損傷光纖。請在操作過程中不要破壞或突然彎曲光纖，以盡可能地減少彎曲損耗。

用戶應(yīng)該針對給定的應(yīng)用選擇合適的光纖。例如，大模場光纖可以良好地代替標準的單模光纖在高功率應(yīng)用中使用，因為前者可以提供更佳的光束質(zhì)量，更大的MFD，且可以降低空氣/光纖界面的功率密度。

階躍折射率石英單模光纖一般不用于紫外光或高峰值功率脈沖應(yīng)用，因為這些應(yīng)用與高空間功率密度相關(guān)。

定制光纖束

Thorlabs樂于給您供應(yīng)定制的帶隨機或確定光纖配置的直光纖束和扇出光纖束。有下表列出了我們當(dāng)前能生產(chǎn)的一些光纖束。我們正在擴展生產(chǎn)能力，所以如果此處沒有您所要求的光纖束也可以聯(lián)系我們。

一些定制光纖束的要求將超出我們的一般的生產(chǎn)工藝技術(shù)范圍。所以我們不能保證能夠制造出的光纖束配置符合您的特殊應(yīng)用要求。但是，我們的工程師也非常樂于與您一起確定Thorlabs是否能夠生產(chǎn)符合您需要的光纖束。如需報價，請?zhí)峁┙o我們您的光纖束配置圖。

樣品光纖束接頭配置

定制1轉(zhuǎn)4束扇出型光纜

定制帶SMA905接頭的石英光纖束

在一束20根光纖中，一般多有一根是暗纖，即一束中95%的光纖都是完好的。對于每支中不止一根光纖的光纖束，有5-10%的光纖是暗纖。

這些光纖束不適合要求均勻功率分布的應(yīng)用。

套管的選擇會被光纖類型、光纖數(shù)量和長度所限制。一般來說，在定制光纖束中會使用不止一種套管，尤其是分叉光纖束。

它代表公共端光纖的大纖芯直徑。分離端光纖的纖芯直徑算入了公共端纖芯直徑。

光纖束的長度公差≤2 m。請聯(lián)系techsupport-cn@thorlabs.com討論更長光纖束的公差。

我們不能保證在分叉光纖束公共端處光纖或幾何結(jié)構(gòu)之間的距離。

我們的光纜工程師可以協(xié)助設(shè)計符合您應(yīng)用的光纖束。對于您的定制光纖束要求，請聯(lián)系techsupport-cn@thorlabs.com。請?zhí)峁┠ㄖ乒饫w束的圖紙，我們可以更快地給您報價。

分叉光纖束，纖芯Ø200 µm，數(shù)值孔徑0.22，SMA905接頭到插芯

分叉光纖束，纖芯Ø200 µm，數(shù)值孔徑0.22，F(xiàn)C/PC接頭到插芯

分叉光纖束，纖芯Ø200 µm，數(shù)值孔徑0.39，SMA905接頭到插芯

分叉光纖束，纖芯Ø200 µm，數(shù)值孔徑0.39，F(xiàn)C/PC插芯

分叉光纖束，纖芯Ø400 µm，數(shù)值孔徑0.39，SMA905接頭到插芯

分叉光纖束，纖芯Ø400 µm，數(shù)值孔徑0.39，F(xiàn)C/PC接頭到插芯

損傷的光纖端面