Які компенсації для різних варіантів, що з'єднують світлодіод з оптичним волокном?

Я намагаюся приєднати білий світлодіод до пучка волокна, який складається з декількох силіконових волокон 30 мкм. Зовнішній діаметр пучка становить приблизно 5 мм. NA волокна дорівнює .87, а весь пучок розміщується в наконечнику з нержавіючої сталі діаметром .125 ". Я читав про різні способи з’єднання - від кульової лінзи до склеювання волокна безпосередньо над світлодіодом померти.

Мені цікаво, якщо хтось має досвід робити щось подібне. Чи може хтось окреслити переваги / недоліки різних методів? Чи є основні компроміси в порівнянні з ефективністю передачі? Якщо так, то які методи є на якому кінці спектру?

Варто констатувати, що мене не продають на жодному конкретному світлодіоді, але я експериментував із тим, щоб просто утримувати наконечник над LXML-PWC2 - тони світла надходять (достатньо для мого застосування) з iF ~ 400mA. Це було б розумним рішенням, за винятком того, що ефективність передачі є жахливою (очевидно), тому я повинен використовувати більше струму, ніж я хотів би. У результаті виходить досить великий тепловідвід, який я хотів би зменшити або завалити разом.

"Типовим" волокном для зв'язку є діаметр 9, 50 або 62,5 мкм в ядрі, але є обшивка 125 мкм, яка також необхідна для роботи волокна. Також є оптичне волокно з пластиковою основою 900 мкм. Що там для освітлення, я не впевнений. Зрозуміло, ви не працюєте з одним із видів, з якими я знайомий.

Але ключовим моментом є те, що серцевина менша, ніж обшивка. А світло, з'єднане з волокном, буде (в кращому випадку) тим, що потрапляє на серцевину. З .87 NA ви, мабуть, наблизитесь до цього ідеалу. Тому я просто складу деякі цифри. Скажімо, у вас є 30 мкм ядро ​​в обшивці 60 мкм. В цілому, максимальна ефективність зв'язування можна очікувати від рівномірного освітлення кінця пучка волокон становить 30 ² /60 ² або 25%.

Тоді є коефіцієнт щільності упаковки круглих предметів у область (зазори між волокнами в пучку), що, на мою думку, становить приблизно 78% найкращого випадку.

І втрата відбиття близько 4% для світла, що надходить у скло з повітря.

Додайте все це, (.25) x (.78) x (.96), і ви отримаєте приблизно 19% ефективності з’єднання в кращому випадку. (Вам потрібно буде перерахувати це, знаючи правильний коефіцієнт для першого терміну)

Якщо ви наближаєтесь до цього, я б сказав, що ви насправді робите дуже добре.

Звичайно, не завадило б знайти світлодіод, який випромінює вузький конус замість половини всього простору, або навіть додати якусь лінзу, щоб сфокусувати світло на ділянці пучка волокна. Але, як правило, ваша найкраща зв'язана справа все одно не буде такою великою.

Що ж, ваш вибір білого світлодіода - це найгірший можливий вибір, який ви можете зробити, якщо ви просто не маєте білого світла для свого застосування. Причина полягає в тому, що білі світлодіоди мають значно меншу освітленість, ніж кольорові світлодіоди, тому що світло випромінюється від люмінофора, який має велику площу поверхні, порівняно з голою світлодіодною матрицею кольорового світлодіода.

Об'єктив не дуже допоможе, якщо тільки ви не зможете отримати голий світлодіод без жодних проводів, щоб перешкодити оптиці, і вам буде важко знайти досить маленький об'єктив з досить великою робочою НС і досить низькою. аберації насправді працюють належним чином. Вам доведеться зосередити реальне зображення оголеного штампу на кінці пучка волокна. Але ви ніколи не можете отримати яскравість зображення перевищувати джерело. (друга заборона закону).

Найкраще ставити (якщо припустити, що у вас дійсно є білий світ) - знайти невеликий плоский світлодіод (начеплений на чіп) і склеїти його на кінець пучка волокна прозорим клеєм, з найменшим можливим проміжком між волокном і світлодіод.