เส้นใยกลางอินฟราเรด (เส้นใย Mid-IR) เป็นประเภทของใยแก้วนำแสงที่ออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อส่งแสงในช่วงความยาวคลื่นกลางอินฟราเรดโดยทั่วไปจาก2 µm ถึง ~ 20 µm. เส้นใยเหล่านี้มีความจำเป็นสำหรับแอปพลิเคชันที่เส้นใยซิลิกามาตรฐาน (ซึ่งส่งไปที่ ~ 2 . 4 µm) เป็นทึบแสงหรือสูญเสียสูง
ช่วงกลางอินฟราเรดคืออะไร?
ความยาวคลื่น: ~ 2 μmถึง 20 μm
แอปพลิเคชัน: สเปกโทรสโกปีโมเลกุล, การตรวจจับก๊าซ, การถ่ายภาพความร้อน, การส่งเลเซอร์
ประเภทของเส้นใยอินฟราเรดกลาง
เส้นใยกลางเออร์คือไม่ได้ทำจากแก้วซิลิกามาตรฐานเพราะซิลิกาดูดซับได้อย่างรุนแรงเกินกว่า ~ 2 . 4 µm แต่พวกเขาทำจากวัสดุพิเศษ:
| ประเภทไฟเบอร์ | วัสดุ | ช่วงการส่งสัญญาณ | หมายเหตุ |
|---|---|---|---|
| เส้นใยฟลูออไรด์ | zblan (อิงzrf₄) | 0.3 – 5 µm | การสูญเสียต่ำถึง 4–5 µm ยืดหยุ่นได้ |
| เส้นใย Chalcogenide | as₂s₃, as₂se₃, geasse | 1.5 – 10+ µm | การส่งผ่าน IR สูงคุณสมบัติไม่เชิงเส้นที่ดี |
| เส้นใย Tellurite | แว่นตาที่ใช้Teo₂ | 0.5 – 5 µm | ความไม่เชิงเส้นสูงความเสถียรทางความร้อนที่ดี |
| เส้นใยกลวง | แกนอากาศ + แผ่นสะท้อนแสง | 3 – 20 µm | ใช้สำหรับการส่งเลเซอร์กำลังสูง (e . g ., เลเซอร์Co₂) |
| เส้นใยพอลิเมอร์ | pe, pfte | 3 – 18 µm | ใช้ในการตรวจจับ IR ที่ยืดหยุ่นสูญเสียสูง |
ลักษณะสำคัญ
| คุณสมบัติ | เส้นใยกลางเอ่อ |
|---|---|
| วัสดุหลัก | non-silica (e . g ., zblan, as₂s₃, teo₂) |
| ช่วงการส่งสัญญาณ | ~ 2 µm ถึง 10+ µm (ขึ้นอยู่กับวัสดุ) |
| ความยืดหยุ่น | ฟลูออไรด์และ chalcogenide มีความยืดหยุ่น กลวงคอร์น้อยลง |
| การสูญเสียการงอ | วัสดุและความยาวคลื่นขึ้นอยู่กับ |
| การสูญเสีย | Typically higher than silica; varies from 0.1 to >1 dB/m |
| การเชื่อมต่อ | ต้องใช้เทคนิคการขัดและการติดตั้งแบบพิเศษ |
แอปพลิเคชัน
1. สเปคตรัม
การดูดซับโมเลกุลในช่วงกลาง -IR (e . g ., co₂, ch₄, h₂o)
ฟูริเยร์แปลงอินฟราเรดสเปกโทรสโกปี (FTIR)
2. การตรวจจับก๊าซ
เส้นใย Mid-IR สามารถส่งแสงเข้าไปในเซลล์ก๊าซหรือสภาพแวดล้อมระยะไกลสำหรับการตรวจจับติดตามก๊าซ.
3. แพทย์และชีวการแพทย์
การตรวจสอบกลูโคสแบบไม่รุกราน
การผ่าตัดเลเซอร์(e . g ., er: yag หรือการส่งเลเซอร์co₂)
4. การถ่ายภาพอินฟราเรดและการตอบโต้
เกี่ยวกับไฟเบอร์ระบบถ่ายภาพความร้อนและir jammersเพื่อการป้องกัน
5. การสร้างซุปเปอร์คอนตินูมกลาง IR
เส้นใย Chalcogenide ที่ใช้ในการสร้าง IR spectra ในวงกว้าง
6. การจัดส่งเลเซอร์พลังงานสูง
กลวงและเส้นใยฟลูออไรด์ส่งคานเลเซอร์กลาง IR (เลเซอร์Co₂ที่ 10.6 µm)
ข้อ จำกัด
ความเปราะบาง: แว่นตา chalcogenide และฟลูออไรด์เปราะและไวต่อความชื้น
การลดทอนที่สูงขึ้นกว่าซิลิกา (~ 0.1–2 dB/m)
ความร้อนด้วยความร้อนและเชิงกลเมื่อเทียบกับซิลิกา
ราคาแพงและยากที่จะประกบกัน
สรุป
| คุณสมบัติ | เส้นใยกลางเอ่อ | ไฟเบอร์ซิลิกา |
|---|---|---|
| ช่วงการส่งสัญญาณ | ~2–10+ µm | 0.2–2.4 µm |
| ความยืดหยุ่น | ดี (Zblan, chalcogenide) | ยอดเยี่ยม |
| ค่าใช้จ่าย | สูงกว่า | ต่ำกว่า |
| แอปพลิเคชัน | IR Sensing, Spectroscopy, Laser Delivery | โทรคมนาคม, เลนส์ทั่วไป |