Thorlabs光遺傳學分叉光纖束：2根光纖

Thorlabs光遺傳學分叉光纖束：2根光纖特性

植入樣本的一端有兩種插芯尺寸以供選擇：?1.25 mm或?2.5 mm

不連接樣本的一端有SMA905或2.0 mm窄鍵FC/PC接頭

纖芯?200 µm或?400 µm的多模光纖

光纖數(shù)值孔徑0.22，用于?200 µm

光纖數(shù)值孔徑0.39，用于?200 µm和?400 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?200 µm(數(shù)值孔徑為0.22或0.39)或?400 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?1.4 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。可通過使用ADAL1匹配套管或ADAL3互連件，將?1.25 mm 插芯的跳線輕松連接?1.25 mm的光纖針頭。也可通過使用ADAF2互連件或ADAF1匹配套管將?2.5mm插芯的跳線輕松連接?2.5 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?1.25 mm或?2.5 mm陶瓷插芯的光遺傳學跳線。使用較細的?1.25 mm插芯可在近距離植入多個針頭，適合例如雙刺激的應用。相比之下， ?2.5 mm插芯針頭和跳線更易操作，并提供更加*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。可在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?1.25 mm插芯的針頭與ADAL1匹配套管和ADAL3互連件兼容。我們?2.5 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的2x2多模耦合器。

我們的光遺傳學系列產(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應用的光遺傳學系列產(chǎn)品

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

光纖規(guī)格

損傷閥值

激光誘導的光纖損傷

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險的安全功率水平。如果遵守了所有恰當?shù)闹苽浜瓦m用性指導，用戶應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，用戶應該遵守下面描述的"實際安全水平"該，以安全操作相關元件。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。關于特定應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，從而降低彎折損傷的風險。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?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)前應該關掉所有光源，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。將光纖連接到光學系統(tǒng)前，一定要檢查光纖的末端。端面應該是干凈的，沒有污垢和其它可能導致耦合光散射的污染物。另外，如果是裸纖，使用前應該剪切，用戶應該檢查光纖末端，確保切面質(zhì)量良好。

如果將光纖熔接到光學系統(tǒng)，用戶先應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。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。用戶應該遵守所有恰當?shù)闹笇碇苽洌⑦M行高質(zhì)量的光纖熔接。熔接質(zhì)量差可能導致散射，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。

用戶應該針對給定的應用選擇合適的光纖。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用，因為這些應用與高空間功率密度相關。

定制光纖束

Thorlabs樂于給您供應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)助設計符合您應用的光纖束。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?200 µm，數(shù)值孔徑0.22，SMA905接頭到插芯

分叉光纖束，纖芯?200 µm，數(shù)值孔徑0.22，F(xiàn)C/PC接頭到插芯

分叉光纖束，纖芯?200 µm，數(shù)值孔徑0.39，SMA905接頭到插芯

分叉光纖束，纖芯?200 µm，數(shù)值孔徑0.39，F(xiàn)C/PC插芯

分叉光纖束，纖芯?400 µm，數(shù)值孔徑0.39，SMA905接頭到插芯

分叉光纖束，纖芯?400 µm，數(shù)值孔徑0.39，F(xiàn)C/PC接頭到插芯

損傷的光纖端面