3波長、シングルモードWDM

Combine or Split Three Input Wavelengths
Designed for Common Visible/NIR Wavelength Combinations
FC/PC or FC/APC Outputs

RGB50HF

488, 561, and 640 nm WDM with FC/PC Connectors

RGB50HA

488, 561, and 640 nm WDMwith FC/APC Connectors

Application Idea

RGB46HA WDM (FC/APC Connectors) Mounted on Thorlabs' FCQB Mounting Base

Please Wait

概要
RGB検証
信頼性試験
損傷閾値
Feedback

Table 1.2 General Specifications
Port Configuration	1x3
Termination	2.0 mm Narrow Key FC/PC or FC/APC
Fiber Lead Length and Tolerance	0.8 +0.075 m/-0.0 m
Jacket	Ø900 µm Loose Hytrel^®a Tube
Pigtail Tensile Load	5 N
Package Dimensions	3.94" x 3.15" x 0.39" (100.0 mm x 80.0 mm x 10.0 mm)
Mounting	Four Through Holes for #2 (M2) Screws^a
Operating Temperature	-40 to 85 °C
Storage Temperature	-40 to 85 °C

Hytrel^®はDuPont Polymers社の登録商標です。
貫通穴により下記の取付けベースFCQBが取り付け可能です。

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Figure 1.1 TRGBコンバイナのポートのラベルには波長が記載されています。また、ファイバは色分けされた被覆を使用しております。コモンポート(COM)の被覆は白色です。

特長

3つの波長を1つのファイバに結合
7種類の波長の組合せをご用意(Table 1.3をご覧ください)
色分けされた入射ファイバにより識別が簡単
逆に3つの色に分岐も可能
ファイバ：長さ0.8 m (公差+0.075 m / -0.0 m)
2.0 mmナローキー付きFC/PCコネクタまたはFC/APCコネクタでご用意
各製品は検査データシートをご提供(データシートのサンプルについては下記をご覧ください)
取付けベースFCQB(下記参照)を用いて光学テーブルに取り付け可能

Table 1.3 Quick Links
Blue/Green/Red	473, 532, and 640 nm
	473, 561, and 640 nm
	488, 532, and 640 nm
	488, 561, and 640 nm
Blue/Yellow/Red	488, 588, and 640 nm
Blue/Orange/Red	488, 594, and 640 nm
Red/NIR/NIR	642, 785, and 852 nm

当社の持続可能な取り組みの一環として、個別検査データシートのご提供を印刷物から電子データへと移行してまいります。すでに電子データ対応済みの一部の製品では、型番横にある赤い資料アイコン(

)をクリックいただくと、「Download Serial Item Data 」が表示されます。そちらのフォームにお持ちの製品のシリアル番号を入力するとダウンロードが可能です。

当社のRGBコンバイナ(3波長レーザーコンバイナ)は、3色の光を1つのファイバに結合します。波長の組合せは7種類ご用意しております。Table 1.3をご覧ください。また、逆にコモンポートから入力された光を、3種類の波長にそれぞれ分岐して出力することも可能です。

Figure 1.1のとおり、筐体上部のラベルには各ポートまたはチャンネルの波長が記載されています。また、各ファイバの被覆は色分けされています。コモンポートの被覆は白色、それ以外のポートの被覆は出力波長と同じ色になっています。各ポートに割り当てられた波長は、中心波長から±5 nmの帯域幅があります。Figure G1.1～G7.1では色の組合せ毎に各チャンネルの挿入損失例を示しています。挿入損失がゼロに近い場合はその波長における信号の透過率が高く、挿入損失が高い場合は透過率が低いことが示されています。RGBコンバイナは各ポートの波長間におけるクロストークが低く(隔離されている)、各チャンネルの規定波長に対するほかの2つのチャンネルの中心波長における信号は、最低でも10 dB以上低くなります。

この3波長WDMは、製造過程において仕様を満たすかどうかテストされています。各製品にはアイソレーションの試験結果とポート1、2、3の挿入損失が含まれたデータシートをご提供しています。各波長の組合せごとのサンプルデータは下記をご覧ください。当社のWDMカプラはTelcordiaの規格以上の広範囲な試験を実施しております。詳細は「信頼性試験」をご覧ください。

WDMは100.0 mm x 80.0 mm x 10.0 mmの小型の筐体に納められていて、4つの貫通穴により取付けベースFCQB(別売り、下記参照)が取付け可能です。ファイバはすべてØ900 µm、長さ0.8 mのHytrel^®*ルースチューブで被覆されています。標準品として、2.0 mmナローキー付きのFC/PCコネクタまたはFC/APCコネクタをご用意しております。

カスタム仕様および組み込み用途(OEM用途)向けWDMカプラ
当社のWDMカプラは当社の北米にある製造施設で製造しており、設計チームによるカスタムソリューションをご提供可能です。ファイバ種類、コネクタ、波長の組み合わせのカスタムWDMカプラに対応します。また各カスタム構成のWDMカプラには個別の検査データシートをご提供します。お問い合わせやご相談は当社までご連絡ください。

また、当社では2波長用コンバイナ(可視域波長用)、シングルモードWDM(近赤外域および光通信波長用)、偏波保持WDMもご用意しております。

*Hytrel^®はDuPont Polymers社の登録商標です。

Other Wavelength Division Multiplexers (WDMs)
2-Wavelength WDMs		3-Wavelength WDMs	Polarization Maintaining WDMs		Fused Fiber Couplers
Visible/NIR (λ ≤ 785 nm)	Infrared (λ ≥ 980 nm)	Visible/NIR	Visible	Infrared	Fused Fiber Couplers

RGBコンバイナの設計

当社のRGBコンバイナは3つの波長の光を1つのコモンファイバに結合するよう設計されています。コンバイナの内部は、Figure 2.1でご覧いただけるように、2つの融着型ファイバ波長コンバイナで構成されており、3つの波長ポート(ポート1～3)の光を1つのファイバ(コモンポート)に結合しています。Figure 2.1のコンバイナでは、まずポート1とポート3の光が結合され、そして2つ目の波長コンバイナを使用してポート2の光が結合されています。結合されるポートの順序は各ポートの波長構成によって異なります。

RGBコンバイナは双方向性のため、共通ポートに入射された光を分岐することも可能です。適切な分岐性能を実現するためには、3つの出力ポートに規定されている波長のみで構成される光を入射する必要があります。規定帯域外における性能は各製品でご提供しているデータシートによって予測が可能です。データシートのサンプルについてはこちらをクリックするか、下記の各波長の組合せ毎のサンプルをご覧ください。

Figure 2.1 RGBコンバイナ内部構成部品の概略図(例)。図の右にはポート1～3がコモンポートへ結合される構成例を拡大表示しています。

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Figure 2.2 グラフ内の色が付いた領域は、各ポートにおいて規定の性能を満たす帯域幅を示しています。

RGBコンバイナの製造ならびに試験プロセス

RGBコンバイナの製造では、3本の光ファイバを融着させ、コンバイナを構成する2つの波長カプラを形成します。ここでは、RGBコンバイナの製造プロセスならびに性能の試験プロセスをステップを追ってご紹介していきます。実際のコンバイナ内のファイバ構成は規定波長によって異なる場合があります。

各ポートの出力パワーならびに挿入損失(IL)は各製造段階においてモニタされています。挿入損失(dB)は、カプラの各分岐部分における入力パワーと出力パワーの割合であり、Figure 2.2では挿入損失を波長毎に示しています。カプラの各ポートにおいて、1つの波長が高い透過率を持ち、そして他の波長が抑制されるよう設計されていることによって、ポート間のクロストークが最小限に抑えられています。

Insertion Loss

ここで、 P_inは入力パワー、P_outは出力パワーです(単位はmW)。

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Figure 2.3 図の中でファイバは色分けされています。緑色はポート2(中波長)、紫色は短波長と長波長の混合です。

ステップ 1

最初の段階として、2本のファイバを1つ目の工程で融着し、RGBコンバイナのまん中の波長チャンネルを分離します。入力(コモンポート)側に広帯域光源を接続し、このチャンネル(ポート2)の出力側には光スペクトラムアナライザ(OSA)を使用して、融着工程の間、モニタしています。波長毎の挿入損失はOSAから得たスペクトルから算出します。

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Figure 2.4 図の中でファイバは色分けされています。緑色はポート2(中波長)、紫色は短波長と長波長の混合です。

ステップ 2

最初に波長分離して分けられたもう片方のファイバには、元の光源の短波長ならびに長波長の両方が含まれています。この短・長波長チャンネルの挿入損失は同様に光源ならびに出力ポートのスペクトル(OSAデータ)から求められます。

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Figure 2.5 図の中でファイバは色分けされています。緑色はポート2(中波長)、紫色は短波長と長波長の混合、青色はポート1(短波長)、そして赤色はポート3(長波長)です。

ステップ 3

最初の波長分離後、短波長と長波長チャンネルを分離するために、2つ目の融着ファイバ工程が行われます(Figure 2.5)。短波長チャンネルの出力が融着工程の間、OSAでモニタされます。挿入損失はこれらの測定値から算出されます。

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Figure 2.6 図の中でファイバは色分けされています。緑色はポート2(中波長)、紫色は短波長と長波長の混合、青色はポート1(短波長)、そして赤色はポート3(長波長)です。

ステップ 4

最終段階では、品質管理のために長波長ポートの出力をOSAで測定します。この時点で各融着カプラの分岐の中で使用されなかったファイバは終端処理されます。各出力ポートにおける挿入損失を合わせれば、Figure 2.2の挿入損失グラフになります。

Requirement Limits
Parameter	Limit
Change in Insertion Loss (ΔIL)	≤0.2 dB
Isolation	≥30 dB

GR-1221-COREに準拠した試験

当社のシングルモード波長分割多重(WDM)カプラは、Generic Reliability Assurance Requirements for Passive Optical Components, Issue 2 (GR-1221-CORE)に示されたTelcordia規格以上の広範囲な試験を実施しております。この試験プログラムの結果によってWDMカプラとその量産向けの製造工程の適格性を確認しています。制御された環境で使用されないことを想定されて試験が実施されており、パッシブ型部品としては最も厳しい試験条件の一部と考えられます。試験報告書のPDFはこちらからダウンロードいただけます。

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Figure 3.1 衝撃試験のセットアップ

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Figure 3.2 衝撃試験装置SM-105

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Figure 3.3 振動試験のセットアップ

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Figure 3.4 ダンプヒート試験のセットアップ

試験条件

この試験プログラムは5つの試験群で構成されています。サンプルサイズは各試験群ごとに11です。試験は1310 nmレーザ光源を980/1310 WDMカプラに入力しました(1x16カプラ使用)。各WDMカプラの2つの出力部をパワーメータPM100USB(センサーヘッドS154C付き)で測定しています。

試験条件

衝撃試験(群1)

これらのWDMカプラは3つの機械試験を実施しています。衝撃試験と振動試験は、NTS Environmental and Mechanical Testing Laboratoryにより実施されています。ファイバの引張試験は自社内で実施しています。1つの試験では、加速度計3200B4が組み込まれた衝撃試験装置Avex SM-105を用いてWDMカプラに衝撃を加えています。ほかの試験では、Dynamic Solutions社の振動装置DS-2200VH/8-19、振動コントローラVT1436と加速度計356A01を使用して振動を与えています。WDMカプラは、2方向へのファイバーサイドプル試験(0.23 kg 、90° 、5秒間)も実施しています。

Test Parameter

Conditions

Reference

Mechanical Shock

Acceleration: 500 g
Pulse Width: 1 ms
Pulse Shape: Half-Sine
# of Directions: 6
# of Shocks/Direction: 5

MIL-STD-993
Method 2002

Vibration

Acceleration: 20 g
Frequency Range: 20 Hz to 2000 Hz
Duration: 4 min/cycle
Number of Cycles/Axis: 4
Axes: X, Y, Z

MIL-STD-883
Method 2007
Condition A

Fiber Side Pull

0.23 kg, 90°, 5 sec, 2 directions

GR-1209-CORE

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ダンプヒート試験(群2)

これらのWDMカプラは自社施設においてダンプヒート(高温高湿)で行われました。Test Equity Model 115A Temperature Chamberを使用して温度85 °C ± 2 °C、相対湿度85% ± 5%を2000時間維持しました。

Test Parameter

Conditions

Reference

Damp Heat

85 °C (±2 °C)
85% (±5%) Relative Humidity
2000 Hours

MIL-STD-883 Method 103

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高温試験(群3)

これらのWDMカプラの性能試験は、自社施設において乾燥した高温下で実施しました。Test Equity Model 115A Temperature Chamberを使用して温度85 °C ± 2 °C、相対湿度< 40%を2000時間維持しました。

Test Parameter

Conditions

Reference

High Temperature Storage (Dry Heat)

85 °C (±2 °C)
< 40% Relative Humidity
2000 Hours

EIA/TIA-455-4A

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低温試験(群4)

これらのWDMカプラの性能試験は、自社施設において実施しました。Test Equity Model 115A Temperature Chamberを使用して温度-40 °C ± 5 °C、相対湿度制御なしを2000時間維持しました。

Test Parameter

Conditions

Reference

Low Temperature Storage

-40 °C (±5 °C)
Uncontrolled Relative Humidity
2000 Hours

EIA/TIA-455-4A

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温度サイクル試験(群5)

これらのWDMカプラの性能試験は、自社施設においてそれぞれの環境での温度サイクル時に実施しました。-40 °C～85 °C (±2 °C)を500サイクル温度変化させました(各サイクルごとに室温で10分間の休止があり)。

Test Parameter

Conditions

Reference

Temperature Cycling

-40 °C to 85 °C (±2 °C)
500 Cycles with 10 Minute Pause at Room Temperature

MIL-STD-883
Method 1010

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Quick Links
Damage at the Air / Glass Interface
Intrinsic Damage Threshold
Preparation and Handling of Optical Fibers

レーザによる石英ファイバの損傷

このチュートリアルではコネクタ無し(素線)ファイバ、コネクタ付きファイバ、およびレーザ光源に接続するその他のファイバ部品に関連する損傷メカニズムを詳しく説明しています。そのメカニズムには、空気/ガラス界面(自由空間結合時、またはコネクタ使用時)ならびにファイバ内における損傷が含まれます。ファイバ素線、パッチケーブル、または溶融型カプラなどのファイバ部品の場合、損傷につながる複数の可能性(例:コネクタ、ファイバ端面、機器そのもの)があります。ファイバが対処できる最大パワーは、常にそれらの損傷メカニズムの中の最小の限界値以下に制限されます。

損傷閾値はスケーリング則や一般的なルールを用いて推定することはできますが、ファイバの損傷閾値の絶対値は利用方法やユーザ定義に大きく依存します。このガイドは、損傷リスクを最小に抑える安全なパワーレベルを推定するためにご利用いただくことができます。適切な準備と取扱い方法に関するガイドラインにすべて従えば、ファイバ部品は規定された最大パワーレベルで使うことができます。最大パワーの値が規定されていない場合は、部品を安全に使用するために下表の「実用的な安全レベル」の範囲に留めてご使用ください。パワー処理能力を低下させ、ファイバ部品に損傷を与える可能性がある要因は、ファイバ結合時のミスアライメント、ファイバ端面の汚れ、あるいはファイバそのものの欠陥などですが、これらに限られるわけではありません。特定の用途におけるファイバのパワー処理能力に関するお問い合わせは当社までご連絡ください。

Power Handling Limitations Imposed by Optical Fiber

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Figure 36B
損傷のないファイバ端

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Figure 36A
損傷のあるファイバ端

空気/ガラス界面における損傷

空気/ガラス界面ではいくつかの損傷メカニズムが存在する可能性があります。自由空間結合の時、またはコネクタで2本のファイバを結合した時、光はこの界面に入射します。高強度の光は端面を損傷し、ファイバのパワー処理能力の低下や恒久的な損傷につながる場合があります。コネクタ付きのファイバで、コネクタがエポキシ接着剤でファイバに固定されている場合、高強度の光によって発生した熱により接着剤が焼けて、ファイバ端面に残留物が残る可能性があります。

Table 36C Estimated Optical Power Densities on Air / Glass Interface^a
Type	Theoretical Damage Threshold^b	Practical Safe Level^c
CW (Average Power)	~1 MW/cm²	~250 kW/cm²
10 ns Pulsed (Peak Power)	~5 GW/cm²	~1 GW/cm²

すべての値はコネクタ無し(素線)の石英ファイバに対する仕様で、クリーンな状態のファイバ端面への自由空間結合に適用されます。
損傷リスク無しでファイバ端面に入射できる最大パワー密度の推定値です。これはシステムに大きく依存するため、ハイパワーで使用する前に光学系内のファイバ部品の性能ならびに信頼性の確認をお客様ご自身で実施していただく必要があります。
ほとんどの使用状態でファイバを損傷することなく端面に入射できる安全なパワー密度の推定値です。

ファイバ素線端面での損傷メカニズム

ファイバ端面での損傷メカニズムはバルクの光学素子の場合と同様なモデル化ができ、UV溶融石英(UVFS)基板の標準的な損傷閾値を石英ファイバに当てはめることができます。しかしバルクの光学素子とは異なり、光ファイバの空気/ガラス界面においてこの問題に関係する表面積やビーム径は非常に小さく、特にシングルモードファイバの場合はそれが顕著です。パワー密度が与えられたとき、ファイバに入射するパワーは、小さいビーム径に対しては小さくする必要があります。

Table 36Cでは光パワー密度に対する2つの閾値が記載されています。理論的な損傷閾値と「実用的な安全レベル」です。一般に、理論的損傷閾値は、ファイバ端面の状態も結合状態も非常に良いという条件で、損傷のリスク無しにファイバの端面に入射できる最大パワー密度の推定値を表しています。「実用的な安全レベル」のパワー密度は、ファイバ損傷のリスクが極めて小さくなる値を示しています。ファイバまたはファイバ部品をこの実用的な安全レベルを超えて使用することは可能ですが、その時は取扱い上の注意事項を適切に守り、使用前にローパワーで性能をテストする必要があります。

シングルモードの実効面積の計算
シングルモードファイバの実効面積は、モードフィールド径(MFD)、すなわちファイバ内の光が伝搬する部分の断面積によって定義されます。この面積にはファイバのコアとクラッドの一部が含まれます。シングルモードファイバとの結合効率を良くするためには、入射ビーム径をファイバのモードフィールド径に合致させなければなりません。

例として、シングルモードファイバSM400を400 nmで使用した時のモードフィールド径(MFD)は約Ø3 µmで、SMF-28 Ultraを1550 nmで使用したときのモードフィールド径(MFD)はØ10.5 µmです。これらのファイバの実効面積は下記の通り計算します。

SM400 Fiber: Area = Pi x (MFD/2)² = Pi x (1.5 µm)² = 7.07 µm²= 7.07 x 10^-8 cm² SMF-28 Ultra Fiber: Area = Pi x (MFD/2)² = Pi x (5.25 µm)² = 86.6 µm²= 8.66 x 10^-7 cm²

ファイバ端面が対応できるパワーを推定するには、パワー密度に実効面積を乗じます。なおこの計算は均一な強度プロファイルを想定しています。しかしほとんどのレーザービームでは、シングルモード内でガウス分布を示すため、ビームの端よりも中央のパワー密度が高くなります。よって、これらの計算は損傷閾値または実用的安全レベルに対応するパワーとは若干異なることを考慮する必要があります。連続光源を想定して上記のパワー密度の推定値を使用すると、それぞれのパワーは下記のように求められます。

SM400 Fiber: 7.07 x 10^-8 cm² x 1 MW/cm²= 7.1 x 10^-8 MW = 71 mW (理論的損傷閾値)
7.07 x 10^-8 cm² x 250 kW/cm² = 1.8 x 10^-5 kW = 18 mW (実用的な安全レベル)

SMF-28 Ultra Fiber: 8.66 x 10^-7 cm²x 1 MW/cm² = 8.7 x 10^-7 MW = 870 mW (理論的損傷閾値)
8.66 x 10^-7 cm² x 250 kW/cm²= 2.1 x 10^-4 kW = 210 mW (実用的な安全レベル)

マルチモードの実効面積
マルチモードファイバの実効面積は、そのコア径によって定義されますが、一般にシングルモードファイバのMFDよりもはるかに大きくなります。当社では最適な結合を得るためにコア径のおよそ70～80%にビームを集光することをお勧めしています。マルチモードファイバでは実効面積が大きくなるほどファイバ端面でのパワー密度は下がるので、より大きな光パワー(通常キロワットオーダ)を入射しても損傷は生じません。

フェルール・コネクタ付きファイバに関する損傷メカニズム

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Figure 36D コネクタ付きシングルモード石英ファイバに入力可能なパワー処理限界値(概算)を示したグラフ。各線はそれぞれの損傷メカニズムに応じたパワーレベルの推定値を示しています。入力可能な最大パワーは、損傷メカニズムごとに制限されるパワーのうちの一番小さな値(実線で表示)によって制限されます。

コネクタ付きファイバのパワー処理能力に関しては、ほかにも考慮すべき点があります。ファイバは通常、エポキシ接着剤でセラミック製またはスチール製のフェルールに取り付けられています。光がコネクタを通してファイバに結合されると、コアに入射せずにファイバを伝搬する光は散乱されてファイバの外層からフェルール内へ、さらにフェルール内でファイバを保持する接着剤へと伝搬します。光の強度が大きいとエポキシ接着剤が焼け、それが蒸発して残留物がコネクタ端面に付着します。これによりファイバ端面に局所的に光を吸収する部分ができ、それに伴って結合効率が減少して散乱が増加するため、さらなる損傷の原因となります。

エポキシ接着剤に関連する損傷は、いくつかの理由により波長に依存します。一般に、光の散乱は長波長よりも短波長で大きくなります。短波長用のMFDの小さなシングルモードファイバへの結合時には、ミスアライメントに伴ってより多くの散乱光が発生する可能性があります。

エポキシ樹脂が焼損するリスクを最小に抑えるために、ファイバ端面付近のファイバとフェルール間にエポキシ接着剤の無いエアギャップを有するファイバーコネクタを構築することができます。当社の高出力用マルチモードファイバーパッチケーブルでは、このような設計のコネクタを使用しております。

複数の損傷メカニズムがあるときのパワー処理限界値を求める方法

ファイバーケーブルまたはファイバ部品において複数の損傷要因がある場合(例：ファイバーパッチケーブル)、入力可能なパワーの最大値は必ずファイバ部品構成要素ごとの損傷閾値の中の一番小さな値により決まります。この値が一般的にはパッチケーブルの端面に入射可能な最大のパワーを表します(出力パワーではありません)。　

Figure 36Dでは、シングルモードパッチケーブルにおけるファイバ端面での損傷とコネクタでの損傷に伴うパワー処理限界の推定値を例示しています。ある波長におけるコネクタ付きファイバの総合的なパワー処理限界値は、その波長に対する2つの制限値の小さい方の値(実線)によって制限されます。488 nm付近で使用しているシングルモードファイバは主にファイバ端面の損傷(青い実線)によって制限されますが、1550 nmで使用しているファイバはコネクタの損傷(赤い実線)によって制限されます。

マルチモードファイバの実効面積はコア径で定義され、シングルモードファイバの実効面積より大きくなります。その結果、ファイバ端面のパワー密度が小さくなり、大きな光パワー(通常キロワットオーダ)を入射してもファイバに損傷は生じません(グラフには表示されていません)。しかし、フェルール・コネクタの損傷による限界値は変わらないため、マルチモードファイバが処理できる最大パワーはフェルールとコネクタによって制限されることになります。

上記の値は、取り扱いやアライメントが適切で、それらによる損傷が生じない場合のパワーレベルです。また、ファイバはここに記載されているパワーレベルを超えて使用されることもあります。しかし、そのような使い方をする場合は一般に専門的な知識が必要で、まずローパワーでテストして損傷のリスクを最小限に抑える必要があります。その場合においても、ハイパワーで使用するファイバ部品は消耗品と捉えた方が良いでしょう。

ファイバ内の損傷閾値

空気/ガラス界面で発生する損傷に加え、ファイバのパワー処理能力はファイバ内で発生する損傷メカニズムによっても制限されます。この制限はファイバ自体が本質的に有するもので、すべてのファイバ部品に適用されます。ファイバ内の損傷は、曲げ損失による損傷とフォトダークニングによる損傷の2つに分類されます。

曲げ損失
ファイバが鋭く曲げられると、コア内を伝搬する光がコア/クラッド界面において反射する際に、その反射角が全反射臨界角よりも大きくなります。曲げ損失は、このように内部全反射ができなくなることにより生じる損失です。このような状況下では、光はファイバから局所的に漏れだします。漏れる光のパワー密度は一般に大きく、ファイバのコーティングや補強チューブが焼損する可能性があります。

特殊ファイバに分類されるダブルクラッドファイバは、コアに加えてファイバのクラッド(2層目)も導波路として機能するため、曲げ損失による損傷のリスクが抑えられます。クラッドと被覆の界面の臨界角をコアとクラッドの界面の臨界角より大きくすることで、コアから漏れた光はクラッド内に緩く閉じ込められます。その後、光はセンチメートルからメートルオーダーの距離に渡って漏れ出しますが、局所的ではないため損傷リスクは最小に留められます。当社ではメガワットレベルの大きなパワーにも対応するNA 0.22のダブルクラッドマルチモードファイバを製造、販売しております。

フォトダークニング
もう1つのファイバ内の損傷メカニズムとして、特にコアにゲルマニウムが添加されたファイバをUVや短波長の可視光で使用した時に起こるフォトダークニングまたはソラリゼーションがあります。これらの波長で使用されたファイバは時間の経過とともに減衰量が増加します。フォトダークニングが発生するメカニズムはほとんど分かっていませんが、その現象を緩和するファイバはいくつか開発されています。例えば、水酸イオン(OH)が非常に低いファイバはフォトダークニングに耐性があることが分かっています。またフッ化物などのほかの添加物もフォトダークニングを低減させる効果があります。

しかし、上記の対応をとったとしても、UV光や短波長に使用したファイバはいずれフォトダークニングが生じます。よってこれらの波長で使用するファイバは消耗品としてお考えください。

光ファイバの準備ならびに取扱い方法

一般的なクリーニングならびに操作ガイドライン
この一般的なクリーニングならびに操作ガイドラインはすべてのファイバ製品向けにお勧めしております。さらに付属資料やマニュアルに記載された個々の製品に特化したガイドラインも遵守してください。損傷閾値の計算は、すべてのクリーニングおよび取扱い手順に適切に従ったときにのみ適用することができます。

(コネクタ付き、またはファイバ素線に関わらず)ファイバを設置または組み込む前に、すべての光源はOFFにしてください。これにより、損傷の可能性のあるコネクタまたはファイバの脆弱な部分に集光されたビームが入射しないようにすることができます。
ファイバやコネクタ端面の品質がファイバのパワー処理能力に直結します。ファイバを光学系に接続する前に必ずファイバ端を点検してください。端面はきれいで、入射光の散乱を招く汚れや汚染物質があってはなりません。ファイバ素線は使用前にクリーブし、クリーブの状態が良好であることを確認するためにファイバ端面の点検をしてください。
ファイバを光学系に融着接続する場合、ハイパワーで使用する前にまずローパワーで融着接続の状態が良いことを確認してください。融着接続の品質が良くないと接続面での散乱が増え、ファイバ損傷の原因となる場合があります。
システムのアライメントや光結合の最適化などの作業はローパワーで行ってください。これによりファイバの(コア以外の)他の部分の露光が最小に抑えられます。ハイパワーのビームがクラッド、被覆またはコネクタに集光された場合、散乱光による損傷が発生する可能性があります。

ハイパワーでファイバを使用するための要点
光ファイバやファイバ部品は一般には安全なパワー限界値内で使用する必要がありますが、アライメントや端面のクリーニングがとても良い理想的な条件下では、ファイバ部品のパワー限界値を上げることができる場合があります。入力または出力パワーを増加させる前に、システム内のファイバ部品の性能と安定性を確認し、またすべての安全ならびに操作に関する指示に従わなければなりません。下記はファイバ内またはファイバ部品内の光パワーをの増大させること加を検討していするときに役立つご提案です。

ファイバースプライサを使用してファイバ部品をシステムに融着接続すると、空気/ファイバ界面での損傷の可能性を最小化できます。品質の高い融着接続が実現されるよう、すべて適切なガイドラインに則って実施する必要があります。融着接続の状態が悪いと、散乱や融着接続面での局所的な加熱などが発生し、ファイバを損傷する可能性があります。
ファイバまたはファイバ部品の接続後、ローパワーでシステムのテストやアライメントを実施してください。システムパワーを必要な出力パワーまで徐々に上昇させ、その間、定期的にすべての部品が適切にアライメントされ、結合効率が入力パワーによって変動していないことを確認します。
ファイバを鋭く曲げると曲げ損失が発生し、ファイバのストレスを受けた部分から光が漏れる可能性があります。ハイパワーで使用している時は、大量の光が小さな局所領域(歪みのある領域)から流出すると局所的に加熱され、ファイバが損傷する可能性があります。使用中はファイバの曲げが生じないよう配慮し、曲げ損失を最小限に抑えてください。
また、用途に適したファイバを選ぶことも損傷防止に役立ちます。例えば、ラージモードエリアファイバは、標準的なシングルモードファイバをハイパワー光用として用いる場合の良い代替品となります。優れたビーム品質を有しながらMFDも大きいため、空気/ファイバ界面でのパワー密度は小さくなります。
ステップインデックスシングルモード石英ファイバは、一般にUV光やピークパワーの大きなパルス光には使用しませんが、これはその用途に伴う空間パワー密度が大きいためです。

Posted Comments:

Young min Choi (posted 2022-10-19 13:19:04.44)

Would it be possible to change wavelength (400, 530, 750 nm) of RGB combiner?

jgreschler (posted 2022-10-22 10:58:16.0)

Thank you for reaching out to Thorlabs. Custom wavelength combinations can be requested by emailing techsupport@thorlabs.com. I have reached out to you directly to discuss the possibility of this specific combination.

linh.nguyen01 (posted 2013-07-22 02:29:40.437)

Would it be possible to use a FC/APC connector to the RGB FC/PC input port? I have a laser whose fibre pigtail is APC type.

antony.galea (posted 2013-02-15 03:17:02.047)

Other wavelengths would be of interest, even if the coupling was lossy. Wavelengths I work with include 473, 488, 532, 635 & 670nm - 4 of these are provided by an MCLS-1. The lower wavelengths are of the greater interest.

cdaly (posted 2013-02-20 16:06:00.0)

Response from Chris at Thorlabs: Thank you for using our web feedback. We may be able to provide an RGB combiner with a custom wavelength configuration for you. I will contact you directly to discuss this further.

tcohen (posted 2012-07-05 14:41:00.0)

Response from Tim at Thorlabs: Thank you for your interest in our RGB combiners! We do have plans to expand our offering to other wavelengths in the future. I will contact you to address your immediate needs.

cbrideau (posted 2012-06-29 20:22:13.0)

Would it be possible to get this for 405, 488, and 638nm, coupling into your new S405-XP 400-680nm single mode fiber? I am interested in potentially using this module with your MCLS1 4 channel laser diode source.

3波長WDM(RGBコンバイナ): 473、532、640 nm

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Figure G1.1 こちらのグラフは、3波長WDM RGB26の透過スペクトルを示しています。各線はチャンネル毎のスペクトル特性を示しており、色付きの領域は各チャンネルの規定帯域を表しています。データは典型値で、性能はユニットごとに多少バラツキがある可能性があります。データはコネクタ無しバージョンで取得しています。

RGB26 Specifications
Port		1	2	3
Color		Blue	Green	Red
Wavelength		473 nm	532 nm	640 nm
Bandwidth^a		±5 nm	±5 nm	±5 nm
Insertion Loss^a		≤0.7 dB	≤0.7 dB	≤0.7 dB
Transmission^b		≥85%	≥85%	≥85%
Isolation^a,c	@ 473 nm	N/A	≥10 dB	≥10 dB
	@ 532 nm	≥10 dB	N/A	≥10 dB
	@ 640 nm	≥10 dB	≥10 dB	N/A
Polarization-Dependent Loss^a		≤0.2 dB
Optical Return Loss^a		≥60 dB
Fiber Type^d		460HP
Max Power Level^e		50 mW (Connectors or Bare Fiber) 100 mW (Spliced)

典型値を示しており、規定の帯域におけるコネクタ無しでの値です。
透過率は挿入損失の測定値を元に計算されています。こちらでは便宜上、両方の値を掲載しています。
アイソレーションはチャンネル間のクロストークの最大値です。
ほかの種類のファイバもご要望に応じてご提供可能です。詳細は当社までお問い合わせください。
この仕様は当該部品を透過させることができる最大パワーを示しています。ハイパワーで使用するときのカプラの性能と信頼性は、実際のセットアップでの使用状況によって決まります。

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各WDMには、アイソレーションの試験結果とポート1、2、3の挿入損失が含まれたデータシートをご提供しています。

3波長WDM(RGBコンバイナ): 473、561、640 nm

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Figure G2.1 こちらのグラフは、3波長WDM RGB30の透過スペクトルを示しています。各線はチャンネル毎のスペクトル特性を示しており、色付きの領域は各チャンネルの規定帯域を表しています。データは典型値で、性能はユニットごとに多少バラツキがある可能性があります。データはコネクタ無しバージョンで取得しています。

RGB30 Specifications
Port		1	2	3
Color		Blue	Green	Red
Wavelength		473 nm	561 nm	640 nm
Bandwidth^a		±5 nm	±5 nm	±5 nm
Insertion Loss^a		≤0.7 dB	≤0.7 dB	≤0.7 dB
Transmission^b		≥85%	≥85%	≥85%
Isolation^a,c	@ 473 nm	N/A	≥10 dB	≥10 dB
	@ 561 nm	≥10 dB	N/A	≥10 dB
	@ 640 nm	≥10 dB	≥10 dB	N/A
Polarization-Dependent Loss^a		≤0.2 dB
Optical Return Loss^a		≥60 dB
Fiber Type^d		460HP
Max Power Level^e		50 mW (Connectors or Bare Fiber) 100 mW (Spliced)

典型値を示しており、規定の帯域におけるコネクタ無しでの値です。
透過率は挿入損失の測定値を元に計算されています。こちらでは便宜上、両方の値を掲載しています。
アイソレーションはチャンネル間のクロストークの最大値です。
ほかの種類のファイバもご要望に応じてご提供可能です。詳細は当社までお問い合わせください。
この仕様は当該部品を透過させることができる最大パワーを示しています。ハイパワーで使用するときのカプラの性能と信頼性は、実際のセットアップでの使用状況によって決まります。

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各WDMには、アイソレーションの試験結果とポート1、2、3の挿入損失が含まれたデータシートをご提供しています。

3波長WDM(RGBコンバイナ): 488、532、640 nm

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Figure G3.1 こちらのグラフは、3波長WDM RGB46の透過スペクトルを示しています。各線はチャンネル毎のスペクトル特性を示しており、色付きの領域は各チャンネルの規定帯域を表しています。データは典型値で、性能はユニットごとに多少バラツキがある可能性があります。データはコネクタ無しバージョンで取得しています。

RGB46 Specifications
Port		1	2	3
Color		Blue	Green	Red
Wavelength		488 nm	532 nm	640 nm
Bandwidth^a		±5 nm	±5 nm	±5 nm
Insertion Loss^a		≤0.7 dB	≤0.7 dB	≤0.7 dB
Transmission^b		≥85%	≥85%	≥85%
Isolation^a,c	@ 488 nm	N/A	≥12 dB	≥12 dB
	@ 532 nm	≥12 dB	N/A	≥12 dB
	@ 640 nm	≥12 dB	≥12 dB	N/A
Polarization-Dependent Loss^a		≤0.2 dB
Optical Return Loss^a		≥60 dB
Fiber Type^d		460HP
Max Power Level^e		50 mW (Connectors or Bare Fiber) 100 mW (Spliced)

典型値を示しており、規定の帯域におけるコネクタ無しでの値です。
透過率は挿入損失の測定値を元に計算されています。こちらでは便宜上、両方の値を掲載しています。
アイソレーションはチャンネル間のクロストークの最大値です。
ほかの種類のファイバもご要望に応じてご提供可能です。詳細は当社までお問い合わせください。
この仕様は当該部品を透過させることができる最大パワーを示しています。ハイパワーで使用するときのカプラの性能と信頼性は、実際のセットアップでの使用状況によって決まります。

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各WDMには、アイソレーションの試験結果とポート1、2、3の挿入損失が含まれたデータシートをご提供しています。

3波長WDM(RGBコンバイナ): 488、561、640 nm

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Figure G4.1 こちらのグラフは、3波長WDM RGB50の透過スペクトルを示しています。各線はチャンネル毎のスペクトル特性を示しており、色付きの領域は各チャンネルの規定帯域を表しています。データは典型値で、性能はユニットごとに多少バラツキがある可能性があります。データはコネクタ無しバージョンで取得しています。

RGB50 Specifications
Port		1	2	3
Color		Blue	Green	Red
Wavelength		488 nm	561 nm	640 nm
Bandwidth^a		±5 nm	±5 nm	±5 nm
Insertion Loss^a		≤0.7 dB	≤0.7 dB	≤0.7 dB
Transmission^b		≥85%	≥85%	≥85%
Isolation^a,c	@ 488 nm	N/A	≥15 dB	≥15 dB
	@ 561 nm	≥15 dB	N/A	≥15 dB
	@ 640 nm	≥15 dB	≥15 dB	N/A
Polarization-Dependent Loss^a		≤0.2 dB
Optical Return Loss^a		≥60 dB
Fiber Type^d		460HP
Max Power Level^e		50 mW (Connectors or Bare Fiber) 100 mW (Spliced)

典型値を示しており、規定の帯域におけるコネクタ無しでの値です。
透過率は挿入損失の測定値を元に計算されています。こちらでは便宜上、両方の値を掲載しています。
アイソレーションはチャンネル間のクロストークの最大値です。
ほかの種類のファイバもご要望に応じてご提供可能です。詳細は当社までお問い合わせください。
この仕様は当該部品を透過させることができる最大パワーを示しています。ハイパワーで使用するときのカプラの性能と信頼性は、実際のセットアップでの使用状況によって決まります。

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各WDMには、アイソレーションの試験結果とポート1、2、3の挿入損失が含まれたデータシートをご提供しています。

3波長WDM(RYBコンバイナ): 488、588、640 nm

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Figure G5.1 こちらのグラフは、3波長WDM RYB54の透過スペクトルを示しています。各線はチャンネル毎のスペクトル特性を示しており、色付きの領域は各チャンネルの規定帯域を表しています。データは典型値で、性能はユニットごとに多少バラツキがある可能性があります。データはコネクタ無しバージョンで取得しています。

RYB54 Specifications
Port		1	2	3
Color		Blue	Yellow	Red
Wavelength		488 nm	588 nm	640 nm
Bandwidth^a		±5 nm	±5 nm	±5 nm
Insertion Loss^a		≤0.7 dB	≤0.7 dB	≤0.7 dB
Transmission^b		≥85%	≥85%	≥85%
Isolation^a,c	@ 488 nm	N/A	≥12 dB	≥12 dB
	@ 588 nm	≥12 dB	N/A	≥12 dB
	@ 640 nm	≥12 dB	≥12 dB	N/A
Polarization-Dependent Loss^a		≤0.2 dB
Optical Return Loss^a		≥60 dB
Fiber Type^d		460HP
Max Power Level^e		50 mW (Connectors or Bare Fiber) 100 mW (Spliced)

典型値を示しており、規定の帯域におけるコネクタ無しでの値です。
透過率は挿入損失の測定値を元に計算されています。こちらでは便宜上、両方の値を掲載しています。
アイソレーションはチャンネル間のクロストークの最大値です。
ほかの種類のファイバもご要望に応じてご提供可能です。詳細は当社までお問い合わせください。
この仕様は当該部品を透過させることができる最大パワーを示しています。ハイパワーで使用するときのカプラの性能と信頼性は、実際のセットアップでの使用状況によって決まります。

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各WDMには、アイソレーションの試験結果とポート1、2、3の挿入損失が含まれたデータシートをご提供しています。

3波長WDM(ROBコンバイナ): 488、594、640 nm

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Figure G6.1 こちらのグラフは、3波長WDM ROB58の透過スペクトルを示しています。各線はチャンネル毎のスペクトル特性を示しており、色付きの領域は各チャンネルの規定帯域を表しています。データは典型値で、性能はユニットごとに多少バラツキがある可能性があります。データはコネクタ無しバージョンで取得しています。

ROB58 Specifications
Port		1	2	3
Color		Blue	Orange	Red
Wavelength		488 nm	594 nm	640 nm
Bandwidth^a		±5 nm	±5 nm	±5 nm
Insertion Loss^a		≤0.7 dB	≤0.7 dB	≤0.7 dB
Transmission^b		≥85%	≥85%	≥85%
Isolation^a,c	@ 488 nm	N/A	≥10 dB	≥10 dB
	@ 594 nm	≥10 dB	N/A	≥10 dB
	@ 640 nm	≥10 dB	≥10 dB	N/A
Polarization-Dependent Loss^a		≤0.2 dB
Optical Return Loss^a		≥60 dB
Fiber Type^d		460HP
Max Power Level^e		50 mW (Connectors or Bare Fiber) 100 mW (Spliced)

典型値を示しており、規定の帯域におけるコネクタ無しでの値です。
透過率は挿入損失の測定値を元に計算されています。こちらでは便宜上、両方の値を掲載しています。
アイソレーションはチャンネル間のクロストークの最大値です。
ほかの種類のファイバもご要望に応じてご提供可能です。詳細は当社までお問い合わせください。
この仕様は当該部品を透過させることができる最大パワーを示しています。ハイパワーで使用するときのカプラの性能と信頼性は、実際のセットアップでの使用状況によって決まります。

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各WDMには、アイソレーションの試験結果とポート1、2、3の挿入損失が含まれたデータシートをご提供しています。

3波長WDM: 642、785、852 nm

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Figure G7.1 こちらのグラフは、3波長WDM RNN50の透過スペクトルを示しています。各線はチャンネル毎のスペクトル特性を示しており、色付きの領域は各チャンネルの規定帯域を表しています。データは典型値で、性能はユニットごとに多少バラツキがある可能性があります。データはコネクタ無しバージョンで取得しています。

RNN50 Specifications
Port		1	2	3
Color (Fiber Jacket)		Red	Green	Blue
Wavelength		642 nm	785 nm	852 nm
Bandwidth^a		±5 nm	±5 nm	±5 nm
Insertion Loss^a		≤0.7 dB	≤0.7 dB	≤0.7 dB
Transmission^b		≥85%	≥85%	≥85%
Isolation^a,c	@ 642 nm	N/A	≥12 dB	≥12 dB
	@ 785 nm	≥12 dB	N/A	≥12 dB
	@ 852 nm	≥12 dB	≥12 dB	N/A
Polarization-Dependent Loss^a		≤0.2 dB
Optical Return Loss^a		≥60 dB
Fiber Type^d		630HP
Max Power Level^e		300 mW (Connectors or Bare Fiber) 500 mW (Spliced)

典型値を示しており、規定の帯域におけるコネクタ無しでの値です。
透過率は挿入損失の測定値を元に計算されています。こちらでは便宜上、両方の値を掲載しています。
アイソレーションはチャンネル間のクロストークの最大値です。
ほかの種類のファイバもご要望に応じてご提供可能です。詳細は当社までお問い合わせください。
この仕様は当該部品を透過させることができる最大パワーを示しています。ハイパワーで使用するときのカプラの性能と信頼性は、実際のセットアップでの使用状況によって決まります。

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各WDMには、アイソレーションの試験結果とポート1、2、3の挿入損失が含まれたデータシートをご提供しています。

取付けベース

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Figure 372A TベースFCQBは、当社のWDMカプラ、1x4カプラ、スプリッタなどが納められている赤いパッケージ(上記参照)用に設計されています。

以下の製品用の取付けベースです。
- 3波長WDMカプラ
- 1x4カプラ
- 1x4、1x8または1x16スプリッタ
4個のM2タップ穴で光ファイバーコンポーネント用筐体の取付け
長さ57.2 mmの貫通スロットはM6ネジに対応
取付け用M2ネジが4本付属

取付けベースFCQBにはM6キャップスクリュに対応する長さ57.2 mmの貫通スロットが2つあり、光学テーブルなどのタップ穴のある表面に固定できます。貫通スロットは取付けベースの両端に付いており、その間隔は101.6 mmです。貫通スロットの間にある4つのM2タップ穴の配置は、当社の3波長WDMカプラ, 1x4 SMカプラ、1x4 PM スプリッタ、1x8 SMスプリッタ、1x8 PMスプリッタ、1x16 SMスプリッタ、または1x16 PMスプリッタの貫通穴の配置と一致しています。取付け用の4本のM2ネジは付属しています。