自由空間激光與光纖的高效耦合可大幅降低激光能量損耗。基于高斯光束通過透鏡的傳輸規(guī)律,分析經(jīng)過單透鏡變換后的激光光束特性,即像方激光光束特性。對自由空間激光與單模光纖的優(yōu)化耦合進行研究。通過分析匹配單透鏡參數(shù)對像方光束的影響,選擇單透鏡合適焦距參數(shù),實現(xiàn)激光與光纖參數(shù)的高效匹配,滿足激光光束的像方腰斑小于10μm且數(shù)值孔徑小于0.12。通過實例,分析采用焦距為5 mm的單透鏡對780 nm空間激光到單模光纖的耦合效率,結(jié)果表明自由空間激光到單模光纖的耦合效率高達90%。該耦合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,可實現(xiàn)激光由自由空間到至光纖的高效率傳輸。 

【文章來源】：光電子·激光. 2020,31(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

空間光與光纖耦合的結(jié)構(gòu)示意圖

再根據(jù)像方光束的數(shù)值孔徑關(guān)系,得到該數(shù)值孔徑受像方腰斑的影響,結(jié)果如圖7所示,在透鏡焦距參數(shù)影響下,像方光束參數(shù)影響明顯。像方激光的腰斑小于3 μm(此時透鏡焦距f<3.5 mm),此時對應光束的NA均大于0.12。因此綜合考慮,同時滿足光束腰斑和數(shù)值孔徑分別小于光纖的纖芯半徑和數(shù)值孔徑,則變換透鏡焦距滿足。采用焦距為5 mm的透鏡進行780 nm激光的自由空間光路與單模光纖的耦合,經(jīng)過實驗調(diào)節(jié),結(jié)果可實現(xiàn)780 nm激光到單模光纖的高達90%耦合效率。圖7 像方激光數(shù)值孔徑與像方腰斑關(guān)系

像方激光數(shù)值孔徑與像方腰斑關(guān)系

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3547707