Collegamento e applicazione della fibra ottica per la trasmissione dell'energia

  Per l'applicazione della fibra ottica di trasmissione di energia nei laser, l'indice principale per misurarne le prestazioni è l'efficienza di accoppiamento del laser e della fibra ottica, o l'efficienza di trasmissione laser della fibra ottica (può anche essere espressa come perdita di inserzione/perdita di connessione) . Ciò include la connessione tra il laser e la fibra ottica a trasmissione di energia, nonché la connessione tra la fibra ottica a trasmissione di energia e la fibra ottica a trasmissione di energia, o la connessione tra la fibra ottica a trasmissione di energia e il normale cavo singolo modalità fibra ottica.

  Dopo decenni di sviluppo commerciale, la connessione di accoppiamento tra fibre ottiche che trasmettono energia e fibre ottiche, la connessione di fibre ottiche convenzionali con nucleo di grande diametro, può essere facilmente realizzata mediante giuntatrici a fusione commerciali con nucleo di grande diametro proprio come le normali giuntatrici monomodali fibre ottiche. Per quanto riguarda la fibra geometrica speciale con un diametro del nucleo di grandi dimensioni, poiché il diametro del nucleo e la struttura del nucleo sono diversi dalla normale fibra monomodale e diversi scenari applicativi possono avere requisiti diversi, il suo metodo di connessione è spesso più complicato.

Accoppiare direttamente la sorgente luminosa laser con la fibra di trasmissione dell'energia 

(1) Accoppiamento diretto, ovvero l'estremità della fibra è installata vicino alla sorgente di luce laser in modo che la luce laser generata venga accoppiata direttamente nella fibra. Per migliorare l'efficienza dell'accoppiamento, l'estremità della fibra viene solitamente trasformata in una forma strutturale superficiale microscopica sferica, conica o parabolica; in questo momento, la dimensione e l'angolo di divergenza della superficie emittente della luce della sorgente di luce laser, la dimensione della faccia finale, l'apertura numerica, la forma della fibra ottica e la distanza tra i due influenzeranno tutti l'efficienza di accoppiamento.

(2) Accoppiamento indiretto, cioè attraverso la lente per ottenere l'accoppiamento del laser con la fibra ottica; la lente può essere una lente singola o un sistema di lenti combinato composto da più lenti; esistono inoltre vari tipi di lenti, come lenti cilindriche, lenti sferiche, lenti emisferiche. Esistono diverse combinazioni e forme di utilizzo. Il laser in uscita viene calibrato dai raggi ad asse veloce e ad asse lento e quindi focalizzato nel nucleo della fibra attraverso una lente collimatrice.

La direzione di sviluppo della fibra ottica per la trasmissione di energia

  In futuro, la principale direzione di sviluppo della fibra ottica per la trasmissione di energia continuerà a concentrarsi su una maggiore efficienza di trasmissione e una maggiore potenza di trasmissione. Una maggiore efficienza di trasmissione serve principalmente a fare un passo avanti nella tecnologia di accoppiamento delle fibre ottiche per il trasferimento di energia; da un lato è possibile ottimizzare una maggiore potenza di trasmissione per le fibre ottiche esistenti per la trasmissione di energia oppure progettare una nuova struttura di fibra ottica, dall'altro si può anche partire dall'aspetto materiale. In particolare, sebbene l'attuale materiale di vetro al quarzo abbia buone prestazioni di trasmissione nelle gamme di lunghezze d'onda del visibile e del vicino infrarosso, non è in grado di trasmettere energia laser alle lunghezze d'onda dell'infrarosso. È urgente studiare nuovi materiali disponibili.