模場直徑作為單模光纖的一個關鍵參數(shù),由基模的模場分布而決定。單模光纖基模的橫向電場強度分布接近于高斯分布。通過遠場可變孔徑法能測量出一組多孔徑遠場輻射光功率數(shù)據(jù)。本文將此數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化得到光纖的出射光場分布,并使用高斯函數(shù)對出射光場分布進行數(shù)值擬合校正,最后由擬合得到的高斯函數(shù)分布求得模場直徑。實驗表明,標準儀器在測量條件良好條件下測得模場直徑為9.090μm,在測量條件變差時測得的模場直徑為8.794μm,存在3.2%的相對誤差,而使用高斯函數(shù)擬合方法測得的前后模場直徑數(shù)據(jù)為9.089μm、9.061μm,僅存在0.3%的相對誤差。對比多次數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)本文方法可以有效消除在實際測量過程中的偶然誤差,如由于被測光纖模場中心與透光孔中心偏離引起的測量誤差,提高了模場直徑測量結(jié)果的穩(wěn)定性和準確性。

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【部分圖文】：

圖1遠場可變孔徑法的測量裝置原理

因此,只要測量出透過各個透光孔的光功率P(θ),并通過式(1)得到互補孔徑功率傳輸函數(shù)α(θ),將其代入式(4)和式(5),即可得到被測光纖的模場直徑2w。在遠場可變孔徑法測量裝置中,圓盤離光纖輸出端的距離D至少為100W2/λ(W為光纖的模場半徑)[6],并且光纖中心應盡可能地....

圖3互補孔徑功率傳輸函數(shù)α(θ)的分布曲線

在正常情況下,由OFM光纖多參數(shù)測試儀實測的遠場數(shù)據(jù)經(jīng)歸一化后得到的α(θ)與θ的關系曲線,如圖3所示。采用OFM光纖多參數(shù)測試儀,根據(jù)得到的α(θ)與θ的關系,結(jié)合式(4)和式(5),計算得到的模場直徑為9.090μm。采用高斯函數(shù)擬合方法,將23個透光孔對應的光功率測量數(shù)據(jù)....

圖4模場強度分布高斯函數(shù)擬合曲線

采用高斯函數(shù)擬合方法,將23個透光孔對應的光功率測量數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后得到模場強度分布I(r)～r關系,使用高斯函數(shù)進行擬合,擬合后的曲線如圖4所示。圖中幾乎所有數(shù)據(jù)點都落在擬合曲線上。當r=wL時,光功率降至中心的e-2,再將此時的wL通過式(8)得到光纖端面的模場直徑為9.089....

圖5存在誤差數(shù)據(jù)的互補孔徑功率傳遞函數(shù)

采用OFM光纖多參數(shù)測試儀:由測量所得光功率值根據(jù)式(1)計算得到α(θ),得到α(θ)與θ的關系曲線如圖5所示,其中數(shù)據(jù)點4有誤差。根據(jù)式(5)與式(6),計算得出的模場直徑為8.794μm,與正常數(shù)據(jù)情況下測得的模場直徑相比存在3.2%的誤差,嚴重影響了測量結(jié)果的準確性。采....

本文編號：3964249