FBPI光纤的光谱衰减性能与应用介绍

　　各种光谱应用都需要能够在广谱光谱上传播光的高性能光纤。在波长范围上，具有广谱光谱的光纤能够相对均匀地传输大范围的波长。这在光谱应用中是特别有利的，因为它扩大了测量范围和设备灵敏度。在许多情况下，它允许光谱仪远程放置，并通过广谱光纤连接到分析区域。其结果是可以收集和分析更大波长范围上的更多光谱信息。

　　在光纤传感领域，有许多任务业、化学和生物医学应用可受益于能够在非常广的光谱范围内测量光信号。然而，光纤过去一直受到其传输光谱范围的限制。在紫外线（UV）波长下，高-OH成分的光纤表现更好；然而，在近红外（Near Infrared， NIR）波长内，尤其是在980、1250和1383 nm上，-OH成分会形成非常大的吸收区域。相反，在光谱的NIR区域，低-OH成分的光纤会表现良好，但UV性能却趋向差。虽然两种类型的传统光纤在大多数可见光谱内传输良好，但它们在光谱范围上都受到限制。

　　突破性广谱光纤的光纤技术

　　Molex公司子公司Polymicro Technologies已成功地生产出一种广谱光纤（broad spectrum optical fiber， FBPI），具有低-OH纯二氧化硅纤芯（pure silica core），UV缺陷成分和其它UV吸收中心明显降低。Polymicro FBPI光纤采用专有工艺，有效地结合了标准光纤的优点，并减少了缺点。在非常广的光谱范围上展现了改进的传输性能，硅基 （silica-based）、宽波段FBPI光纤的生产芯径范围为50-600 μm。

　　使用不同光源包括氘灯（Deuterium）和钨卤素灯（Tungsten-halogen）进行的广泛的光谱性能测试结果一直是极好的。在超过2100 nm的NIR波长区域，新FBPI光纤的衰减相当于具有低-OH硅芯和F-掺杂（F-doped）覆层的标准NIR光纤。

　　突破性FBPI光纤的另一个重要特性是抗日晒损伤等级，而这些损伤是由暴露在高度的UV照射下引起的。FBPI光纤具有低至200 nm的优秀UV传输性能，而UV缺陷密度已显着降低，这样它的日晒脆化性可以与标准UV优化的高耐辐射性的高-OH光纤相媲美。

　　FBPI光纤的光谱衰减性能

　　FBPI光纤的衰减性已在三个不同的波段内进行了严格测试：1） UV （200-400 nm）；2） 可见光（Visible） （400-900 nm）；和3） NIR （900-2100 nm）。每种测试使用了Ocean Optics公司专为特定波长范围设计的光纤光谱仪。因为在不同波长范围上具有不同的衰减，所以使用不同的光纤长度以获得最佳测试灵敏度。具体来说，15 m长的用于UV范围测试，而大约200 m长的则用于可见光和NIR测试。用于UV测试的光源为氘灯，而可见光和NIR测试的光源则为钨卤素灯（Tungsten-halogen）。

　　图1使用了回截方法（cutback method）来测试衰减。光被发射通过测试样品的整个长度，然后光谱仪记录接收到的光谱。随后，样品被剪短到2m长，而光谱仪也记录该光谱。比较两个波长的光谱，计算衰减作为波长的函数。

　　图1：FBPI光纤光谱衰减测试设置