Thorlabs光遗传学分叉光纤束：2根光纤

Thorlabs光遗传学分叉光纤束：2根光纤特性

植入样本的一端有两种插芯尺寸以供选择：Ø1.25 mm或Ø2.5 mm

不连接样本的一端有SMA905或2.0 mm窄键FC/PC接头

纤芯Ø200 µm或Ø400 µm的多模光纤

光纤数值孔径0.22，用于Ø200 µm

光纤数值孔径0.39，用于Ø200 µm和Ø400 µm

插芯端口可连接I可植入光纤针头

热缩套管重量很轻，减少对样本的压力

从公共端到分离端的总长度为1 m

可以定制

这些分叉多模光纤跳线，也称之为Y跳线，非常适用于需要in vivo同步刺激的光遗传学实验。陶瓷插芯兼容我们的可植入光纤针头，而SMA905或FC/PC接头可与光源连接，分别比如，我们带SMA接头的光纤耦合LED或多模光纤耦合激光光源。这些跳线具有芯径为Ø200 µm(数值孔径为0.22或0.39)或Ø400 µm(数值孔径为0.39)的光纤。光纤外层覆盖了一层薄薄的，厚约Ø1.4 mm的热缩套管，保护光纤并大程度的减小跳线重量，降低对样本的压力。可通过使用ADAL1匹配套管或ADAL3互连件，将Ø1.25 mm 插芯的跳线轻松连接Ø1.25 mm的光纤针头。也可通过使用ADAF2互连件或ADAF1匹配套管将Ø2.5mm插芯的跳线轻松连接Ø2.5 mm的光纤针头。

每根光纤跳线包括三个保护帽，避免插芯端及公共接头在未使用时存积灰尘或受到其他损害。我们也单独出售额外的光纤帽。如果光纤端因经常使用而存积灰尘，我们提供检测工具以供选择，包括FS201光纤检测器，以及光纤清洁用品。

所有光纤针头和光遗传学光纤跳线通过互连件或匹配套管可以轻松连接。

插芯尺寸和纤芯尺寸

Thorlabs提供Ø1.25 mm或Ø2.5 mm陶瓷插芯的光遗传学跳线。使用较细的Ø1.25 mm插芯可在近距离植入多个针头，适合例如双刺激的应用。相比之下， Ø2.5 mm插芯针头和跳线更易操作，并提供更加强大的连接力，适合较大样本。

可根据需求定制光纤束，包括直光纤束和分叉光纤束，后者将一个公共接头可分为两个或以上个接头。可在定制光纤束标签下查看我们部分定制光纤束功能的概述。如需了解详情，请联系技术支持。

匹配套管和光纤跳线兼容性

我们Ø1.25 mm插芯的针头与ADAL1匹配套管和ADAL3互连件兼容。我们Ø2.5 mm插芯的针头与ADAF1匹配套管和ADAF2互连件兼容。光纤跳线上陶瓷插芯的直径选择应该与可植入光纤针头上插线的直径相匹配。针头与不同插芯材质的光纤跳线可连接匹配，不会导致重大的额外的信号损耗。但纤芯尺寸、数值孔径(NA)和插芯直径应该相互匹配，以便正确接头获得大信号强度。

光纤束的另一端有一个SMA905或FC/PC的接头连接其他元件，例如带SMA接头的光纤耦合LED。如果连接到光纤耦合激光光源，那么分叉束的两条光纤都不会亮。因此，如果需要使用S1FC473MM
473 nm多模光纤耦合激光光源做双针头研究，我们推荐使用用于光遗传学的2x2多模耦合器。

我们的光遗传学系列产品具有多种光纤数值孔径；本页出售数值孔径为0.22或0.39的针头。

数值孔径(NA)

数值孔径(NA)决定了光从针头顶端的光纤出射的锥角。0.22 NA光纤在较小的区域产生强烈的锥形光，而0.39 NA光纤输入光的锥角比较宽，它照亮的区域更大，但光强更低(如上图所示)。

适合In Vivo应用的光遗传学系列产品

下图体现了Y型光纤束的一个应用：双刺激。Thorlabs提供多种产品，以支持in vivo光遗传学应用。请看上面的光遗传学选择指南标签，了解针对不同应用提供的完整产品清单。

光纤规格

损伤阀值

激光诱导的光纤损伤

以下教程详述了无终端(裸露的)、有终端光纤以及其他基于激光光源的光纤元件的损伤机制，包括空气-玻璃界面(自由空间耦合或使用接头时)的损伤机制和光纤玻璃内的损伤机制。诸如裸纤、光纤跳线或熔接耦合器等光纤元件可能受到多种潜在的损伤(比如，接头、光纤端面和装置本身)。光纤适用的大功率始终受到这些损伤机制的小值的限制。

虽然可以使用比例关系和一般规则估算损伤阈值，但是，光纤的损伤阈值在很大程度上取决于应用和特定用户。用户可以以此教程为指南，估算大程度降低损伤风险的安全功率水平。如果遵守了所有恰当的制备和适用性指导，用户应该能够在的大功率水平以下操作光纤元件；如果有元件并未大功率，用户应该遵守下面描述的"实际安全水平"该，以安全操作相关元件。可能降低功率适用能力并给光纤元件造成损伤的因素包括，但不限于，光纤耦合时未对准、光纤端面受到污染或光纤本身有瑕疵。关于特定应用中光纤功率适用能力的深入讨论，请联系技术支持techsupport-cn@thorlabs.com。

空气-玻璃界面的损伤

空气/玻璃界面有几种潜在的损伤机制。自由空间耦合或使用光学接头匹配两根光纤时，光会入射到这个界面。如果光的强度很高，就会降低功率的适用性，并给光纤造成性损伤。而对于使用环氧树脂将接头与光纤固定的终端光纤而言，高强度的光产生的热量会使环氧树脂熔化，进而在光路中的光纤表面留下残留物。

损伤的光纤端面

未损伤的光纤端面

所有值针对无终端(裸露)的石英光纤，适用于自由空间耦合到洁净的光纤端面。

这是可以入射到光纤端面且没有损伤风险的大功率密度估算值。用户在高功率下工作前，必须验证系统中光纤元件的性能与可靠性，因其与系统有着紧密的关系。

这是在大多数工作条件下，入射到光纤端面且不会损伤光纤的安全功率密度估算值。

插芯/接头终端相关的损伤机制

有终端接头的光纤要考虑更多的功率适用条件。光纤一般通过环氧树脂粘合到陶瓷或不锈钢插芯中。光通过接头耦合到光纤时，没有进入纤芯并在光纤中传播的光会散射到光纤的外层，再进入插芯中，而环氧树脂用来将光纤固定在插芯中。如果光足够强，就可以熔化环氧树脂，使其气化，并在接头表面留下残渣。这样，光纤端面就出现了局部吸收点，造成耦合效率降低，散射增加，进而出现损伤。

与环氧树脂相关的损伤取决于波长，出于以下几个原因。一般而言，短波长的光比长波长的光散射更强。由于短波长单模光纤的MFD较小，且产生更多的散射光，则耦合时的偏移也更大。

为了大程度地减小熔化环氧树脂的风险，可以在光纤端面附近的光纤与插芯之间构建无环氧树脂的气隙光纤接头。我们的高功率多模光纤跳线就使用了这种设计特点的接头。

曲线图展现了带终端的单模石英光纤的大概功率适用水平。每条线展示了考虑具体损伤机制估算的功率水平。大功率适用性受到所有相关损伤机制的低功率水平限制(由实线表示)。

光纤内的损伤阈值

除了空气玻璃界面的损伤机制外，光纤本身的损伤机制也会限制光纤使用的功率水平。这些限制会影响所有的光纤组件，因为它们存在于光纤本身。光纤内的两种损伤包括弯曲损耗和光暗化损伤。

弯曲损耗

光在纤芯内传播入射到纤芯包层界面的角度大于临界角会使其无法全反射，光在某个区域就会射出光纤，这时候就会产生弯曲损耗。射出光纤的光一般功率密度较高，会烧坏光纤涂覆层和周围的松套管。

有一种叫做双包层的特种光纤，允许光纤包层(第二层)也和纤芯一样用作波导，从而降低弯折损伤的风险。通过使包层/涂覆层界面的临界角高于纤芯/包层界面的临界角，射出纤芯的光就会被限制在包层内。这些光会在几厘米或者几米的距离而不是光纤内的某个局部点漏出，从而大限度地降低损伤。Thorlabs生产并销售0.22 NA双包层多模光纤，它们能将适用功率提升百万瓦的范围。

光暗化

光纤内的第二种损伤机制称为光暗化或负感现象，一般发生在紫外或短波长可见光，尤其是掺锗纤芯的光纤。在这些波长下工作的光纤随着曝光时间增加，衰减也会增加。引起光暗化的原因大部分未可知，但可以采取一些列措施来缓解。例如，研究发现，羟基离子(OH)含量非常低的光纤可以抵抗光暗化，其它掺杂物比如氟，也能减少光暗化。

即使采取了上述措施，所有光纤在用于紫外光或短波长光时还是会有光暗化产生，因此用于这些波长下的光纤应该被看成消耗品。

制备和处理光纤

通用清洁和操作指南

建议将这些通用清洁和操作指南用于所有的光纤产品。而对于具体的产品，用户还是应该根据辅助文献或手册中给出的具体指南操作。只有遵守了所有恰当的清洁和操作步骤，损伤阈值的计算才会适用。

安装或集成光纤(有终端的光纤或裸纤)前应该关掉所有光源，以避免聚焦的光束入射在接头或光纤的脆弱部分而造成损伤。

光纤适用的功率直接与光纤/接头端面的质量相关。将光纤连接到光学系统前，一定要检查光纤的末端。端面应该是干净的，没有污垢和其它可能导致耦合光散射的污染物。另外，如果是裸纤，使用前应该剪切，用户应该检查光纤末端，确保切面质量良好。

如果将光纤熔接到光学系统，用户先应该在低功率下验证熔接的质量良好，然后在高功率下使用。熔接质量差，会增加光在熔接界面的散射，从而成为光纤损伤的来源。

对准系统和优化耦合时，用户应该使用低功率；这样可以大程度地减少光纤其他部分(非纤芯)的曝光。如果高功率光束聚焦在包层、涂覆层或接头，有可能产生散射光造成的损伤。

高功率下使用光纤的注意事项

一般而言，光纤和光纤元件应该要在安全功率水平限制之内工作，但在理想的条件下(佳的光学对准和非常干净的光纤端面)，光纤元件适用的功率可能会增大。用户先必须在他们的系统内验证光纤的性能和稳定性，然后再提高输入或输出功率，遵守所有所需的安全和操作指导。以下事项是一些有用的建议，有助于考虑在光纤或组件中增大光学功率。

要防止光纤损伤光耦合进光纤的对准步骤也是重要的。在对准过程中，在取得佳耦合前，光很容易就聚焦到光纤某部位而不是纤芯。如果高功率光束聚焦在包层或光纤其它部位时，会发生散射引起损伤

使用光纤熔接机将光纤组件熔接到系统中，可以增大适用的功率，因为它可以大程度地减少空气/光纤界面损伤的可能性。用户应该遵守所有恰当的指导来制备，并进行高质量的光纤熔接。熔接质量差可能导致散射，或在熔接界面局部形成高热区域，从而损伤光纤。

连接光纤或组件之后，应该在低功率下使用光源测试并对准系统。然后将系统功率缓慢增加到所希望的输出功率，同时周期性地验证所有组件对准良好，耦合效率相对光学耦合功率没有变化。

由于剧烈弯曲光纤造成的弯曲损耗可能使光从受到应力的区域漏出。在高功率下工作时，大量的光从很小的区域(受到应力的区域)逃出，从而在局部形成产生高热量，进而损伤光纤。请在操作过程中不要破坏或突然弯曲光纤，以尽可能地减少弯曲损耗。

用户应该针对给定的应用选择合适的光纤。例如，大模场光纤可以良好地代替标准的单模光纤在高功率应用中使用，因为前者可以提供更佳的光束质量，更大的MFD，且可以降低空气/光纤界面的功率密度。

阶跃折射率石英单模光纤一般不用于紫外光或高峰值功率脉冲应用，因为这些应用与高空间功率密度相关。

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

在一束20根光纤中，一般多有一根是暗纤，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。

这些光纤束不适合要求均匀功率分布的应用。

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。

它代表公共端光纤的大纤芯直径。分离端光纤的纤芯直径算入了公共端纤芯直径。

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。

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。

分叉光纤束，纤芯Ø200 µm，数值孔径0.22，SMA905接头到插芯

分叉光纤束，纤芯Ø200 µm，数值孔径0.22，FC/PC接头到插芯

分叉光纤束，纤芯Ø200 µm，数值孔径0.39，SMA905接头到插芯

分叉光纤束，纤芯Ø200 µm，数值孔径0.39，FC/PC插芯

分叉光纤束，纤芯Ø400 µm，数值孔径0.39，SMA905接头到插芯

分叉光纤束，纤芯Ø400 µm，数值孔径0.39，FC/PC接头到插芯

损伤的光纤端面