想要達到光纖傳輸的jia效果,需要光纖具有良好的切割和端面拋光。不僅如此,如果是自由空間光束耦合到光纖,還需選擇正確的透鏡。
耦合到多模光纖
為多模光纖選擇耦合鏡片相對來說比較簡單。選擇一個數值孔徑(NA)和光纖的數值孔徑jie近的光學元件,使光源的焦點大小和光纖的纖芯大小匹配,并使入射圓錐角不超過光纖數值孔徑的反正弦(Arcsine),來達到gao的耦合效率。具體如下:
圖1
將一束準直的激光耦合到多模光纖中,其模型如圖1所示。y2為光纖纖芯的半徑,我們需要使得透鏡聚焦的光斑大小小于y2。另一個重要的約束條件是,聚焦光束的NA必須小于光纖的NA。
例如,將Newport HeNe激光器R-30990的激光耦合到F-MSD光纖中,光束直徑0.81mm,發散角1.0mrad,光纖纖芯直徑50um,NA =0.20。我們來看一下用Newport物鏡M-20X(圖2)和光纖耦合器F-915或F-915T(圖3)進行耦合的情況。物鏡的有效焦距9mm,聚焦光斑直徑9um,NA=0.05。光斑直徑和發散角都符合光纖的參數。
總而言之,將準直的激光光源耦合到多模光纖不是一個難題。如果用戶確保聚焦光束的發散角小于光纖的NA,即能完成有效的耦合。
耦合到單模光纖
為單模光纖選擇合適的耦合鏡片比較復雜一些。在這種情況下,我們需要確定所需透鏡的焦距。在高斯光學中,使用方程[1]f = D(πω/4 λ)
其中,
f = 所需耦合透鏡的焦距
D = 準直后的光源在耦合透鏡上的光束直徑
ω = 單模光纖的模場直徑
λ = 光源的波長
例如,要將一束HeNe激光(λ = 633nm, D = 1.2mm)耦合到F-SV光纖(ω = 4.3um),得出焦距f=6.4 mm。看一下Newport公司的M-系列物鏡,我們發現焦距匹配的物鏡是M-20X(f=9mm)。
Newport公司提供561,562系列高精度光纖耦合調整架,多可達6軸調節。
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