光源与光纤耦合的耦合,采用什么方法提高耦合效率

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数值孔径(NA)越大,光纤接收光线的能力就越______,光纤与光源之间的耦合效率就越______。
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数值孔径(NA)越大,光纤接收光线的能力就越______,光纤与光源之间的耦合效率就越______。
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光纤通信试题(附带答案):第三章 光器件
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了解光源与光纤的耦合方法:直接耦合和透镜耦合法。
计算实验中的耦合效率,并比较结果。
激光器、11、五维微调节架、10倍物镜、GRIN透镜、白屏。
直接耦合:将经过处理的光纤端面尽可能靠近光源的发光面(如图1),用专用设备调整到出射光强最大时固定其相对位置。一般在带尾纤的光源中采用直接耦合方式。
透镜耦合:将光源发出的光通过透镜聚焦到光纤纤芯上,使光源较大的辐射角变成可以被光纤接受的较小球面角,从而提高耦合效率。如图2所示:
图2 透镜耦合
GRIN透镜耦合:GRIN是渐变折射率棒状透镜的缩写,实际上是一根抛物线型渐变折射率玻璃棒。1/4节距透镜可以将平行光束转化为聚焦光束,且焦点正好在输出端面上,这大大有利于将光束耦合进入光纤。目前这种元件在光纤系统中得到广泛应用。
图3 自聚焦棒中光线的轨迹
的平面上重新会聚。原因在于玻璃棒具有径向抛物线型折射率分布:
是轴上的折射率,g由相对折射率差及棒半径决定的常数。在这种介质中各条光线都将大致遵循正弦途径,周期L=2p/g.而在L/4及等处,从某一指定物点来的光线都成平行态,以便做进一步的准直操作。
计算耦合效率:h=P1/P0
按图2准备好各个器件,打开电源;
利用功率计直接测量光源输出功率P0;
确定光束通过物镜后的焦平面位置,调节五维微调架,使光纤端面处于物镜焦点上;
利用功率计测量光纤输出功率P1;
计算透镜耦合情况下的耦合效率h1;
用GRIN代替物镜,重复上述实验过程,测量光纤输出功率P2,计算GRIN耦合情况下的耦合效率h2,比较h1和h2。

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