Fabrication de fibres haute puissance
La transmission de puissances optiques élevées par fibre optique représente toujours un défi. L'un des principaux dangers réside dans les modes de gaine (modes de propagation indésirables qui se propagent dans le gainage plutôt que dans le cœur de la fibre).
Dans les systèmes laser haute puissance notamment, ceux-ci peuvent rapidement entraîner une surchauffe au niveau de la colle, du système de connecteurs ou de la fibre et détruire la fibre. Le procédé ModeStrip de LASER COMPONENTS permet d'y remédier.
Modes de gaine brulant
Dans de nombreuses applications industrielles, les entreprises ont de plus en plus recours à des systèmes laser à diode couplés à fibre optique pour transmettre efficacement la lumière laser avec une qualité de faisceau élevée. Le soudage de tôles et de plastiques, le brasage de composants électroniques et le durcissement de l'acier n'en sont que quelques exemples. Ces appareils offrent la qualité souhaitée à haute puissance et nécessitent très peu d'espace. De plus, le faisceau laser peut être dirigé de manière flexible vers n'importe quel endroit grâce à la fibre optique. Les longueurs d'onde centrales sont généralement de 808 nm ou 980 nm. En fonction de la section transversale de la fibre, LASER COMPONENTS prend en charge une puissance laser en continu dans une plage de 35 W à 400 W.
Pour coupler la lumière, la connexion entre le laser et la fibre doit être réalisée avec une extrême précision. En règle générale, le diamètre du faisceau ne doit pas dépasser 80 % du cœur de la fibre lors du couplage : plus la fibre est fine, plus le couplage est complexe. Dans le même temps, l'angle de divergence du faisceau doit être inférieur à l'ouverture numérique de la fibre. Ceci est particulièrement important lorsque le laser fonctionne à la limite supérieure de sa puissance, car la divergence augmente alors et il existe un risque de surchauffe du cœur de la fibre.
Lumière qui n'a pas été couplée dans le cœur, mais plutôt dans la gaine environnante, est transmise sous forme de modes dits « modes de gaine ». Ces modes de gaine entraînent non seulement une perte de performance, mais présentent également un risque important de destruction du câble à fibre optique. Comme ils ne sont pas dissipés à la fin de la transmission de la lumière, ils restent « piégés » dans la gaine de la fibre. Leur puissance est libérée sous forme de chaleur et peut causer des dommages considérables. Par exemple, il est possible que l'adhésif du système de connecteur chauffe ou que la fibre brûle littéralement, la rendant inutilisable par la suite.
Protection grâce à la précision et à la technologie
Afin de garantir que les modes de gaine ne causent aucun dommage, plusieurs mesures sont prises lors de l'assemblage des fibres. Tout d'abord, on veille à ce que la fibre soit positionnée aussi centralement que possible dans le connecteur aux deux extrémités afin de coupler de manière optimale le faisceau laser et d'empêcher l'apparition de modes de gaine. Ceci est particulièrement important si le faisceau n'est pas ajusté manuellement pendant le couplage, comme c'est souvent le cas avec les systèmes de plus grande taille. Bien que l'alignement manuel soit fastidieux, il est généralement effectué avec la plus grande précision. Les assemblages LASER COMPONENTS sont alignés de manière optimale afin de pouvoir être facilement remplacés selon le principe « plug and play »
Des entreprises spécialisées telles que LASER COMPONENTS obtiennent des valeurs de centricité pour l'alignement des assemblages de fibres où l'écart entre le centre de la fibre et la ferrule est inférieur à 5 µm. Néanmoins, il peut toujours y avoir des « problèmes », en particulier avec des profils de faisceau défavorables.
Les modes de gaine qui en résultent sont rendus inoffensifs grâce à l'utilisation du connecteur ModeStrip développé par LASER COMPONENTS. Celui-ci se compose d'un « mode stripper » qui élimine spécifiquement les modes de gaine de la fibre optique et dissipe la chaleur résultante via un élément de refroidissement, empêchant ainsi la destruction thermique de la fibre ou du connecteur de fibre. Outre le couplage laser, la conception mécanique joue un rôle crucial dans les assemblages de fibres pour les applications industrielles. Au quotidien, les câbles sont soumis à de fortes contraintes, et les dommages mécaniques causés à la fibre, tels qu'une flexion trop importante, peuvent également entraîner le développement de modes de gaine. Dans les systèmes mobiles, par exemple, une conception robuste des connecteurs et l'utilisation de renforts en acier dans la gaine de protection garantissent l'aptitude souhaitée à la chaîne de traction.
Solutions individuelles en fibre optique
LASER COMPONENTS est spécialisé dans les solutions sur mesure pour l'assemblage de câbles à fibres optiques. Afin de garantir la qualité, le site de production dispose d'installations de test complètes. Sur demande, les propriétés de transmission, la qualité des extrémités, la concentricité et l'ouverture numérique peuvent être documentées. Pour les exigences particulières, notre équipe de R&D interne développe des solutions innovantes telles que des revêtements individuels pour les extrémités des fibres et les capuchons d'extrémité.
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