LED를 광섬유에 연결하는 다양한 옵션의 단점은 무엇입니까?

몇 개의 30 uM 실리카 섬유로 구성된 광섬유 번들에 흰색 LED를 연결하려고합니다. 번들 외경은 대략 0.5 mm이다. 섬유의 NA는 .87이며 전체 번들은 직경이 .125 "인 스테인레스 스틸 페룰에 배치됩니다. 볼 렌즈부터 LED를 통해 직접 섬유를 접착하는 것에 이르기까지 다양한 커플 링 방법에 대해 읽었습니다. 주사위.

누군가 이와 같은 일을 한 경험이 있다면 궁금합니다. 누구나 다양한 방법의 장점 / 단점을 묘사 할 수 있습니까? 주요 트레이드 오프 비용과 전송 효율은? 그렇다면 스펙트럼의 어느 쪽 끝에 어떤 방법이 있습니까?

특정 LED로 판매되지는 않았지만 LXML-PWC2에 페룰을 고정시키는 실험을 해봤습니다 . 이것은 전송 효율이 끔찍하다는 것을 제외하고는 합리적인 해결책이 될 것이므로 원하는 것보다 더 많은 전류를 사용해야합니다. 결과는 다소 큰 방열판으로 축소하거나 함께 흘리려고합니다.

통신을위한 "일반적인"광섬유는 코어에서 직경이 9, 50 또는 62.5 um이지만 광섬유가 작동하는 데 필요한 125 um 클래딩이 있습니다. 900um 코어 플라스틱 광섬유도 있습니다. 조명을 위해 무엇이 있는지, 확실하지 않습니다. 분명히 내가 익숙한 유형 중 하나를 사용하고 있지 않습니다.

그러나 핵심은 코어가 클래딩보다 작다는 것입니다. 그리고 섬유에 결합 된 빛은 코어에 떨어지는 것입니다. .87 NA를 사용하면 아마도이 이상에 가까워 질 것입니다. 그냥 숫자를 만들어 보겠습니다. 60um 클래딩에 30um 코어가 있다고 가정하십시오. 전반적으로 당신이 균일하게 섬유 다발의 끝을 조명에서 기대할 수있는 최대 결합 효율은 30 ² / (60) ² 또는 25 %.

그런 다음 원형 물체의 포장 밀도가 영역 (다발의 섬유 사이의 간격)에 약 78 %가 가장 적합하다고 생각합니다.

그리고 공기에서 유리로 들어오는 빛의 반사 손실은 약 4 %입니다.

이 모든 (.25) x (.78) x (.96)을 합하면 약 19 %의 최상의 커플 링 효율이 있습니다. (첫 번째 항의 정확한 요소를 알고 이것을 다시 계산해야합니다)

이 근처에 가면 실제로 실제로 잘하고 있다고 말하고 싶습니다.

물론 전체 공간의 절반 이상이 아닌 좁은 원뿔에서 방출되는 LED를 찾거나 광섬유 번들 영역에 빛을 집중시키기 위해 어떤 종류의 렌즈를 추가하는 것도 아프지 않습니다. 그러나 일반적으로 최상의 케이스 커플 링은 여전히 ​​그렇게 크지 않을 것입니다.

응용 프로그램에 단순히 백색광이 필요하지 않는 한, 백색 LED를 선택하는 것이 최악의 선택입니다. 그 이유는 백색 LED는 착색 된 LED의 베어 LED 다이에 비해 표면적이 큰 형광체로부터 빛이 방출되기 때문에 착색 된 LED보다 휘도가 현저히 낮기 때문이다.

본드 와이어없이 광학 다이를 방해하지 않는 베어 다이 LED를 얻을 수 없다면 렌즈는 그다지 도움이되지 않을 것입니다. 실제로 제대로 작동하는 수차. 베어 다이의 실제 이미지를 파이버 다발 끝에 집중시켜야합니다. 그러나 이미지의 휘도가 소스의 휘도를 초과 할 수는 없습니다. (제 2 법 금지).

가장 좋은 방법은 (실제로 하얀 빛을 가져야한다고 가정) 작은 평평한 표면의 LED (칩과 같은)를 찾아서 명확한 접착제로 섬유 묶음의 끝에 붙입니다. LED.