Bir LED'i bir optik fibere bağlayan çeşitli seçenekler için denemeler nelerdir?

Beyaz LED'i birkaç 30 uM silika lifinden oluşan bir fiber paketine birleştirmeye çalışıyorum. Demet dış çapı .5 mm mertebesindedir. Elyafın NA değeri .87'dir ve tüm demet çapı .125 "olan paslanmaz çelik bir yüksük içine yerleştirilmiştir. Farklı bağlantı yöntemlerini okudum - bir top mercekten fiberin doğrudan LED üzerine yapıştırılmasına kadar her şey ölmek.

Birisi böyle bir şey yapma deneyimi olup olmadığını merak ediyorum. Herkes çeşitli yöntemlerin avantajlarını / dezavantajlarını belirleyebilir mi? Ana değişimler iletim verimliliğine kıyasla maliyet midir? Eğer öyleyse, spektrumun hangi ucunda hangi yöntemler vardır?

Belirli bir LED'de satılmadığımı belirtmeye değer, ancak sadece bir LXML-PWC2 üzerinde yüksük tutmayı denedim - iF ~ 400mA ile tonlarca ışık (benim uygulama için yeterli) geliyor. Bu, transfer verimliliğinin (tabii ki) korkunç olması dışında makul bir çözüm olacaktır, bu yüzden istediğimden daha fazla akım kullanmak zorundayım. Sonuç, hep birlikte küçültmek ya da atmak istediğim oldukça büyük bir soğutucu.

led optics

— Doov
kaynak

Uygulamanın ne olduğunu veya en azından ne kadar ışık gerektiğini ve görüntüleme sonunda hangi formanın gerekli olduğunu belirtebilir misiniz? Model demiryolları genellikle şeffaf bir tutkal ve sıkı bir bağlantı (kavşakta hava yok) kullanarak lensli bir 3 mm LED'in kafasına sıkıca yapıştırılmış uç yayan fiber veya hatta küçük açılı bir SMD LED kullanır. Çıktı ucunda, uca bastırılan bir havya, ışığı iyi yayan küçük bir mantar oluşturur.

— Anindo Ghosh

Pakette kaç lif var?

— Photon

Uygulama küçük bir hacmi aydınlatmaktır - 1.5cm ^ 3. "Bu iyi görünüyor" demek için kalitatif olarak ihtiyacım olan ışık miktarını nasıl belirleyeceğimi gerçekten bilmiyorum. Sinir bozucu biliyorum ... Yüksek güçlü led ile kabaca doğru miktarda ışık çıkıyor. Transfer verimliliğini tahmin etmek zorunda kalsaydım,% 10'dan daha az bir sürede topu park ederdim. Oradan bir cevaba geri dönebilirim ve @ iF = 400 mA'nın ledin yaklaşık 150 lümen yaptığını söyleyebilirim. % 10 aktarım varsa, buna ~ 15 lümen gerekli ışık diyebilirim. Bu oldukça büyük bir yağma ...

— Doov

@ThePhoton Pakette yaklaşık 50 elyaf olduğuna inanıyorum, ancak iki kez kontrol edeceğim.

— Doov

Birkaç açıklama - gerçekten ~ 50 lif var, ama NA düşündüğümden daha yüksek - .87. Ek olarak, her bir fiberin çapı düşündüğümden daha küçük - 30 uM.

— Doov

Yanıtlar:

İletişim için "tipik" fiber, çekirdekte 9, 50 veya 62,5 um çapındadır, ancak fiberin çalışması için de gerekli olan 125 um'lik bir kaplama vardır. Ayrıca 900 um çekirdekli plastik fiber optik vardır. Aydınlatma için dışarıda ne var, emin değilim. Açıkçası aşina olduğum türlerden biriyle çalışmıyorsunuz.

Ancak, kilit nokta, çekirdeğin kaplamadan daha küçük olmasıdır. Ve fibere bağlanan ışık çekirdeğe düşen (en iyi durumda) olacaktır. .87 NA ile muhtemelen bu ideale oldukça yakın olacaksınız. Bu yüzden sadece bazı sayılar oluşturacağım. Diyelim ki 60 um kaplamada 30 um çekirdek var. Genel olarak muntazam fiber demetinin ucunu aydınlatıcı beklemek mümkün olabilen en yüksek bağlanma verimliliği 30'dur ² /60 ² veya% 25.

Sonra yuvarlak nesnelerin bir alana (demetteki lifler arasındaki boşluklar) yaklaşık% 78 en iyi durumda olduğuna inanma yoğunluğu için bir faktör var.

Ve havaya cama giren ışık için yaklaşık% 4'lük bir yansıma kaybı.

Tüm bunları toplayın, (.25) x (.78) x (.96) ve yaklaşık% 19 en iyi durum kuplaj verimliliğiniz var. (İlk dönem için doğru faktörü bilerek bunu yeniden hesaplamanız gerekir)

Eğer buna yaklaşıyorsanız, aslında oldukça iyi yaptığınızı söyleyebilirim.

Tabii ki, tüm alanın yarısından fazlası yerine dar bir koni içinde yayan bir LED bulmak, hatta ışığı fiber demetinin alanına odaklamak için bir tür lens eklemek zarar vermez. Ancak genellikle en iyi kasa bağlantınız hala o kadar da iyi olmayacaktır.

— Foton
kaynak

Cevap için teşekkürler. Kuplaj verimliliğini ölçmenin iyi bir yolu var mı? Top 10% 'den daha az park ettiğimde, basitçe (yanlış) yağma ve baz / bağlantıdan ne kadar ışık çıktığı konusunda fiberden ne kadar ışık geldiğine dayanıyordu. % 3 gibi bir şeye düşmem mümkün, bu durumda% 19 oldukça iyileşme olacak - en azından diyot üzerindeki iF'yi düşürebilir ve biraz ısı kaybedebilirdim. Ne tür lens çözümleri mevcut ve ödünleşimler nelerdir? Teşekkürler!

— Doov

Doğru vitese sahipseniz, fiber demetinin çıkışını ölçmek oldukça kolay olmalıdır. Paketi geniş alanlı bir fotodetektöre mümkün olduğunca yaklaştırın. Bunlar .125 "'in üzerindeki çaplarla kolayca elde edilebilir. LED'in çıkışını ölçmek daha zordur --- yeterince büyük bir fotodetektör alır ve LED'e yeterince yakın tutarsanız, muhtemelen makul bir tahmin elde edersiniz. toplam kullanılabilir güç

— Photon

Bu tür enstrüman sınıfı sensörler (ve cevabı okumak için sayaç elektroniği, uW olarak kalibre edilmiş) Newport, ThorLabs, vb. Şirketlerden edinilebilir. Eğer sıkı bir bütçeyle yapmak istiyorsanız, tam olarak nerede olduğundan emin değilim gitmek.

— Photon

Bilgi için çok teşekkürler! Bir merceğin düz mekanik kuplajla karşılaştırılması için herhangi bir önerisi var mı?

— Doov

-1

Beyaz LED seçiminiz, uygulamanız için beyaz ışığa sahip olmanız gerekmedikçe yapabileceğiniz en kötü seçimdir. Bunun nedeni, beyaz LED'lerin renkli LED'lerden daha düşük parlaklığa sahip olmasıdır, çünkü ışık, renkli bir LED'in çıplak LED kalıbına kıyasla, geniş bir yüzey alanına sahip bir fosfordan yayılmaktadır.

Optiklerin önüne geçmek için bağ telleri olmadan çıplak bir kalıp LED'i alamadığınız sürece bir lens çok yardımcı olmaz ve yeterince büyük çalışma NA ve yeterince düşük olan yeterince küçük bir lens bulmakta zorlanacaksınız. sapmalar aslında düzgün çalışıyor. Çıplak kalıbın gerçek bir görüntüsünü, lif demetinin ucuna odaklamanız gerekir. Ancak görüntünün parlaklığının kaynağınkini aşmasını asla sağlayamazsınız. (ikinci yasa yasağı).

En iyi bahis (gerçekten bu beyaz ışığa sahip olmanız gerektiğini varsayarsak), küçük bir düz yüzeyli LED (çip gibi) bulmak ve fiber demetinin ucuna, fiber arasındaki mümkün olan en küçük boşlukla ve şeffaf bir tutkalla yapıştırmaktır. LED.

— user28555
kaynak

Beyaz ışığa ihtiyacım var. Dolayısıyla beyaz LED. Bir lens neden yardımcı olmaz? Anladığım kadarıyla, bir mercek bu uygulama için kötü bir fikir değil. Düz bir led neden daha iyi olsun ki? Sadece ona bağlılık uğruna mı? Genel olarak konuşursak, çok daha geniş dağılım açılarına sahiptirler (bu yüzden fibere doğru daha az ışık olduğunu varsayarım).

— Doov

İki şey ışığın lif demetinize girmesini engeller. Biri fiberin (çekirdeğin) yüzey alanı, diğeri elyafların sayısal açıklığıdır (NA). U çekirdeğin iletilebilecek maksimum insidans açısı ve H çekirdeğin çapı ise, NHSin (U) miktarı tüm optik dönüşümler altında değişmezdir. Buna Optik Sin teoremi veya bazen lagrange değişmez denir. Daha fazla ışık almanın tek yolu kaynağın parlaklığını (veya parlaklığını) arttırmaktır. Bir lens, daha fazla kaybedilen sapmalar nedeniyle bir top merceğinin kötü olduğunu

— yapamaz

Belki anlamıyorum - bir mercek neden ışığın fibere ulaşmasına yardımcı olamaz? Işığın demete girmesini engelleyen üçüncü bir şey olduğunu hayal etmeliyim - ışığın demete göre yönü. Sonuçta led'i demetten 180 derece döndürürsem, yüzey alanı / NA olursa olsun sıfır ışığı gider. Bir merceğin neden yardım edemediğini anlamıyorum - 2 led aynı sayıda foton yayıyorsa, ancak biri daha küçük alan durumunda watt / m ^ 2'den daha küçük bir alana yayıyorsa, büyük alandan> durum. Bir lens ışığı daha küçük bir noktaya (örn. Lifim) odaklamaya yardımcı olamaz mı?

— Doov

Belki bunu anlamadım, ama edmuds optikten SSS'ye göz atın "Bir LED'den fiber optik haline gelen ışık miktarını en üst düzeye çıkarmanın en iyi yolunu arıyorum. LED ve fiberimi bağlamak için en iyi seçenekler nelerdir? " edmundoptics.com/technical-resources-center/...

— Doov