多种压电系统皆可应用于光谱量测。光谱学研究光(电磁辐射)如何被不同物质吸收,天文学、化学、生医、量子力学等许多科学领域都仰赖这项技术;其中拉曼光谱(Raman spectroscopy)是判定分子振动模态的热门技术。

要分析多个不同光源,光纤切换器(fiber switch)是完美的解决方案:最多可支援 9 个通道,并在数毫秒内完成切换。由压电致动器控制的光纤切换器内部没有任何光学元件,因此不会引入自由空间光学元件所造成的像差。切换器支援 50 μm 至 600 μm 的光纤芯径;其小巧体积与易用性,使其非常适合搭配光谱仪或其他量测设备使用。

光纤切换器的亮点:

  • 一台光谱仪搭配多个探头使用
  • 毫秒级切换光路
  • 插入损耗低,最大 1 dB
  • 波长无关:从 UV 到 IR
  • 切换寿命超过一亿次
  • 低功耗
  • 多种接头与光纤尺寸可选

工作原理

光纤切换器以精密压电元件打造:由压电致动器移动光纤,实现光纤端面对端面的直接耦合。这种高精度机构不需要任何内部自由空间光学元件,也不受磁场干扰。光纤的精确定位可达到 80% 以上的光传输率,典型切换时间小于 3 毫秒。

在使用多台光谱仪的应用中,加入一台光纤切换器可以大幅降低成本与复杂度

一台光纤切换器最多可接收九路输入讯号,并将输出送往单一台光谱仪。一台光纤切换器的成本远低于多台光谱仪,能降低您的建置成本、提高投资报酬率。

以下是光谱仪在生产或研究环境中的两种配置策略:

传统配置:4 台光谱仪量测 4 路资料流
替代配置:单一光纤切换器+1 台光谱仪

视所使用光谱仪的价格而定,「光纤切换器+单一光谱仪」的配置相较于多台光谱仪,可节省的成本相当可观。

光纤切换器 vs. 多台光谱仪成本比较
光纤切换器型号一览

耐湿型号

光纤切换器另有特殊耐湿型号可选,可在最高 98% 相对湿度的环境下运作。这些耐湿型号非常适合潮湿的工业环境、以及在非恒温恒湿空间中运作的应用。所有光纤切换器配置皆可选用此功能,不会延长交期,且仅需增加少量成本。

光纤切换器的控制介面

光纤切换器提供多种控制选项。可透过 TTL 高/低电位讯号,以 BCD(二进码十进数)编码控制——对于小型机壳的切换器(1×2 或 1×3 型、芯径最高 200 µm)而言,这通常是最实用的方式。

工业机架尺寸机壳的光纤切换器内建 RS232 介面;小型机壳则提供独立的控制盒(料号 Z-950-95)承载介面板。

安装于 19 吋工业机架的光纤切换器,标准配备 USB 介面,并可加装乙太网路介面(料号 Z-950-100)——方便直接安装进既有的网路系统。各介面所需的控制软体均随产品提供。