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GRIN三种成象结构示意图

重点介绍光纤准直器件的技术要害

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Description

光纤准直器自聚焦透镜将光纤的出射光变为平行光如图1所示。其中F为光纤,其出光端与透镜点而的距离L0是由透镜长度Z0决定的,实际上,Z0需取值为小于或即是四分之一节距,如0.23P或0.24P,而L0则应包管光纤端面点上时,经透镜准直后的光线为与光轴平行光束,而当点光源处于透镜焦平面但距焦点有一定偏高时,出射光线虽仍为平行光束,但它与光轴有一夹角0,比照,一系列典范值的盘算结果列于表1(GRIN参数√A=0.318\n0=1.595\z0=0.25P,光波长=λ=1300nm)
 
 由此盘算可知,光纤的出射光经自聚焦透镜准直后不会是绝对的平行光,只能是近似平行光,原因是光纤芯经有一定巨细而并非理想的点光源,关于多模光,其准直光线束的半锥角极限值为0.73°,单模光纤的此值为0.15°.本文中将以此“半锥角”来权衡准直器作的平行度。
实际准直器件中的光纤与自聚焦透镜耦合是难以制止不完善的,不完善可分为两种类型,一种是光纤端面不在透镜焦平面上,另一种是光纤轴与透镜轴不平行,第一种不完善耦合直接影响准直光的平行度,即凭据成象理论,当物距L0等与焦位参数 时,象距L-00,相当于在无穷远处成象,当L0>S0时,L>0,放大率m<0,相当于在透镜出射端一方成倒立实象,当L0<S0时,L<0,m>0,在透镜入射端一方成正立虚象,三种成象情况示与图2,
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显然,只有L0=S0最佳耦合情况。
 第二种不完善耦合,即光纤与透镜轴有倾斜时,虽然不影响出射光的平行度,但使出射光束的轴线与透镜轴线爆发一定偏离。如图3所示。
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 通过上面剖析可知,光纤与自聚焦透镜耦合结组成优良准直器件的技术要害有两个,第一是光纤端面与透镜焦平面的瞄准精度,无妨称之为“对焦精度”。虽然这里面包括对光纤端面的质量要求。不过,光纤端面对其轴的微小倾斜可以等效为第二种不完善耦合情况,第二个技术要害是光纤轴与透镜轴的同轴度,其中尤以光纤末端之芯区与透镜入射端是否同心为重要。

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