通信用光纖準(zhǔn)直器 (fiber collimator) 由尾纖與透鏡精確定位而成施籍。它可以將光纖內(nèi)的傳輸光轉(zhuǎn)變成準(zhǔn)直光(平行光),或?qū)⑼饨缙叫?近似平
行)光耦合至單模光纖內(nèi)概漱。光纖準(zhǔn)直器通過(guò)透鏡能實(shí)現(xiàn)將從發(fā)散角較大(束腰谐笊鳌)的光束轉(zhuǎn)換為發(fā)散角較小(束腰大)的光束瓤摧,從而以
較低損耗耦合進(jìn)入其他光學(xué)器件竿裂。
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摘要:光纖準(zhǔn)直器 (fiber collimator) 由尾纖與透鏡精確定位而成腻异。它可以將光纖內(nèi)的傳輸光轉(zhuǎn)變成準(zhǔn)直光(平行光),或?qū)⑼饨缙叫?/p>
(近似平行)光耦合至單模光纖內(nèi)这揣。光纖準(zhǔn)直器通過(guò)透鏡能實(shí)現(xiàn)將從發(fā)散角較大(束腰谢诔!)的光束轉(zhuǎn)換為發(fā)散角較小(束腰大)的光束给赞,
從而以較低損耗耦合進(jìn)入其他光學(xué)器件机打。
一、光纖準(zhǔn)直器原理
光纖端面輸出的光近似為束腰半徑較小片迅,發(fā)散角較大的高斯光束残邀。在兩個(gè)準(zhǔn)直器進(jìn)行耦合時(shí),光束束腰在中間位置柑蛇,耦合損耗最小芥挣,這
就是準(zhǔn)直器所需要的工作距離。所以實(shí)際準(zhǔn)直過(guò)程是將尾纖端面放在準(zhǔn)直透鏡的焦距位置耻台,然后微調(diào)尾纖與透鏡的距離空免,將準(zhǔn)直后光束
的束腰放在工作距離,以保證耦合效率粘我。
二鼓蜒、分類(lèi)
光纖準(zhǔn)直器主要有兩種:
自聚焦透鏡G-LENS(Grin Lens)痹换,其特點(diǎn)是折射率分布徑向減小,能夠使其中傳輸?shù)墓饩€(xiàn)產(chǎn)生連續(xù)折射都弹,從而實(shí)現(xiàn)匯聚娇豫。
球面透鏡C-LENS(cylindrical lens),C-Lens可以更方便地設(shè)計(jì)端面曲率來(lái)控制焦距,同時(shí)也因?yàn)榈统杀驹趹?yīng)用中更廣泛畅厢。
尾纖分類(lèi)主要有三種:
PC (Physical Contact)冯痢,物理接觸。PC是微球面研磨拋光框杜,插芯表面研磨成輕微球面浦楣。
UPC (Ultra Physical Contact),超物理端面咪辱。UPC連接器端面并不是完全平的振劳,有一個(gè)輕微的弧度。
APC (AngLED Physical Contact)油狂,斜面物理接觸历恐,光纖端面通常研磨成8°斜面。
插入損耗(insertion loss):PC专筷、UPC和APC連接器的典型插入損耗應(yīng)小于0.3dB(較大值)弱贼,典型值一般小于0.2dB,UPC/PC連接
器通常更容易實(shí)現(xiàn)低插入損耗磷蛹。
回波損耗(Return Loss):APC連接器的回波損耗通常優(yōu)于UPC連接器吮旅,PC回波損耗為-45dB。UPC回波損耗一般是在-50dB(甚至
更高)味咳。APC工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的回波損耗為-60dB
三庇勃、工藝
光纖準(zhǔn)直器的加工過(guò)程就是將尾纖(pigtail)與準(zhǔn)直透鏡(C-LENS)組裝在一起,精細(xì)控制兩者之間的距離莺葫,將輸出光束的束腰調(diào)整
到需要的工作距離匪凉。
這個(gè)過(guò)程中,需要注意:
1捺檬、APC的斜8度角要與C-LENS的斜8度角對(duì)齊再层,否則輸出的光束橢圓度將會(huì)明顯降低。尾纖與準(zhǔn)直鏡在生產(chǎn)加工過(guò)程中堡纬,一般會(huì)在表
面做出標(biāo)記聂受,以方便8度角的對(duì)準(zhǔn),也有一部分沒(méi)有標(biāo)記。
2、由于APC8度角端面的特性察绷,從尾纖輸出的光線(xiàn)中心方向?qū)?huì)有一定的偏角,同樣在經(jīng)過(guò)C-LENS后輸出的光線(xiàn)相對(duì)主光軸也將會(huì)有
一個(gè)的偏角(角度較小碗旅,依舊為近軸光線(xiàn))渡处,只有這個(gè)角度對(duì)上的時(shí)候,才能保證耦合效率祟辟。
而通過(guò)檢測(cè)來(lái)確定合適的工作距離医瘫,通常有兩種方式:
1、通過(guò)將兩端的器件按照實(shí)際工作需要直接對(duì)接(或反射)旧困,測(cè)量輸出的功率醇份,來(lái)判斷耦合效率。在工作距離合適時(shí)吼具,耦合效率最
高僚纷。
2、測(cè)量準(zhǔn)直后輸出光束的光斑尺寸拗盒,通過(guò)光斑尺寸來(lái)判斷光束的特性怖竭,使束腰在理想的位置。
參數(shù)指標(biāo):
Wavelength(波長(zhǎng))
Insertion Loss(插入損耗)
Return Loss(回波損耗)
Tensile Load(拉伸荷載)
Working Distance(工作距離)陡蝇。
四侵状、相關(guān)設(shè)備
在使用通過(guò)測(cè)量光斑的方法做光纖準(zhǔn)直器的過(guò)程中,測(cè)量高斯光束尺寸的方法主要有刀口掃描法毅整,ccd直接測(cè)量,套孔法等绽左,其中
CCD方法精度較高悼嫉,適用于低功率光束測(cè)量使用。我們提供的光束分析儀拼窥,就是用CCD方法戏蔑。
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