导语
在精密光学传输领域,传统的石英光纤束(Silica Fiber Bundles)长期以来占据着主导地位。然而,每一个使用过它的工程师,或许都经历过这样的无奈:
随着使用时间的推移,光强逐渐衰减;
稍微用力的弯折,就可能听到纤维断裂的细微声响;
而在高精度的应用中,光纤束截面那一个个无法导光的“黑色死角",更是成为了限制光强均匀性的瓶颈。
如果光线不是在固体玻璃中传播,而是在液体中流动呢?
今天,我们要介绍的 LUMATEC 液芯光导管(Liquid Light Guide),正是为了打破这些物理限制而生。它用一种巧妙的流体物理学方案,解决了传统光纤束易断裂、传输效率低的顽疾。
一、为什么“液体"比“固体"更强?
告别蜂窝状死区,实现全截面传输
要理解液芯光导管的优势,我们首先要看以下对比图。
上图为单极光导管,光输入为 Lumatec D,光输出为 Lumatec 标准,包覆材料为PVC。
下图为四极光导管,光输入为 Lumatec D,光输出为 Lumatec 标准,包覆材料为硅胶。
传统的石英光纤束,本质上是成百上千根细小的玻璃丝捆扎在一起。就像一把筷子插在筒里,筷子与筷子之间必然存在空隙。这些空隙(Cladding and Interstitial space)就是光传输的“死区"。无论光源多么强大,这些区域都无法传输光线,导致有效传输面积大打折扣。
LUMATEC 液芯光导管则不同。
它类似于一根直径巨大的单根光纤,内部填充的是具有特定折射率的液体。
• 没有死角: 它的横截面是一个完整的、开放的管道。
• 全反射: 利用所有可用空间,通过全反射原理传输光线。
• 大口径: 其有效口径大约是同级石英光纤束的两倍。
结论: 在同等光源条件下,液芯光导管能以更高的强度、更均匀的光斑向目标物体传输光线。
二、拒绝“疲劳断裂"
以柔克刚的工程学智慧
对于需要频繁移动光导管的应用场景(如机械臂末端的UV固化头、手持式检测探头),传统光纤束是脆弱的。反复的弯曲会导致内部玻璃丝逐根断裂,光强随之不可逆地下降,直至报废。
LUMATEC 的解决方案是:液体不会断裂。
由聚合物管和液体芯组成的结构,赋予了它较佳的柔韧性。
• 抗疲劳: 即使在频繁弯曲的应用中,也不会出现类似玻璃纤维的疲劳断裂。
• 长寿命: 维护成本大幅降低,减少了因更换光纤导致的停机时间。
工程师笔记: 虽然液芯光导管非常柔韧,但仍需注意其最小弯曲半径(取决于管径,从30mm到200mm不等),以确保较佳的光学性能。
三、四大系列,覆盖全光谱战场
从 220nm 到 2000nm 的精准打击
LUMATEC 并没有试图用一种液体解决所有问题。针对不同的波长需求和应用环境,他们开发了四种经过验证的标准系列。
1.Series 250:深紫外的翘楚
• 核心能力:专攻 UVC 波段,光稳定性较佳。
• 波长范围:220nm - 650nm
• 应用场景:晶圆制造(Wafer manufacturing)、UV胶固化(特别是需要无粘性表面的深固化)。
• 推荐光源:深紫外汞灯、氙灯、准分子激光器。
• 特别说明:即使在高功率UV激光器下也能保持稳定,这是普通光纤难以企及的。
2.Series 300:万用型选手
• 核心能力:较高的紫外辐射传输率(高达5W),耐受恶劣环境。
• 波长范围:280nm - 650nm
• 应用场景:工业UV胶固化、UV荧光探伤/检查。
• 长度极限:可达 20 米(60 英尺)。
• 推荐光源:汞灯、氙灯、钨卤灯、LED。
3.Series 380:长距离传输专家
• 核心能力:优异的白光照明传输,传输距离最长。
• 波长范围:340nm - 800nm
• 应用场景:需要将光源与照射点远距离隔离的场合(如防爆区照明、洁净室照明)。
• 长度极限:高达 30 米(100 英尺),且衰减极低。
• 推荐光源:钨卤灯、LED、金属卤化物灯。
4.Series 2000:红外热源传输
• 核心能力:传输多瓦级的高功率近红外辐射。
• 波长范围:420nm - 2000nm
• 特殊设计:集成长通滤光片,自动过滤掉 420nm 以下的辐射。
• 应用场景:近红外照明、热处理。
• 推荐光源:Nd-YAG 激光器、二极管激光器。
四、选型指南与技术规格
如何为您的项目选择合适的液芯光导管?
LUMATEC 提供了高度定制化的选择,不仅有多种截面和套管类型,还支持多达四极的连接器选择(如文首图所示的四极光导管)。
关键参数速查表:
使用限制提醒:
1.截面形状: 液芯光导管的物理特性决定了其横截面必须是圆形的。
2.温度控制: 它们适合在“人体舒适"的温度环境中使用。虽然能耐受短时间的温度,但长期工作建议保持在上述表格的温度范围内。
五、总结:不仅仅是替代品
LUMATEC 液芯光导管不仅仅是石英光纤束的“平替",它是一种性能上的升级。
• 如果您追求光强拉满,它的没有死角大口径是较佳选择;
• 如果您困扰于光纤易断,它的液态柔性结构能帮您省下巨额维护费;
• 如果您需要长距离传输(如20-30米),Series 380 提供了传统光纤难以企及的传输效率。
从半导体制造的精密车间,到刑侦现场的荧光检测,再到工业自动化的固化产线,LUMATEC 正在用“液体"连接光与未来。
结尾与行动号召
您的光学系统是否正在忍受传输效率低下的困扰?或者您正在寻找一种更耐用的光导解决方案?
我们提供从紫外到红外的全系 LUMATEC 液芯光导管,并可根据您的需求定制端部配件。
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