C-lens光纤准直器点精度优化分析
发布时间：2021-06-29 00:43
利用矩阵光学理论中的传输矩阵法,给出了C-lens结构参数与点精度之间的函数关系式。基于该公式,论文讨论了C-lens透镜的光纤出射点到倾斜面的距离d、C-lens透镜折射率nl、光端面和C-lens端面倾角θ、球面曲率半径R以及长度L等结构参数变化时对点精度的影响,计算结果表明:在d固定的情况下,R和L的调整范围都较小,当d=0.2 mm时,R、L改变引起点精度的改变量分别为0.019°、0.03°,造成的原因是焦距f与nl、R、L有关,且互相制约,限定了R和L的调整范围,使得点精度改变也较小;当f分别取0 mm、0.1 mm和0.2 mm时,点精度分别为-0.493°、-0.257°、-0.03°,其原因是要有效地降低点精度,需要R、L、d中的任意两个参数改变;利用论文得到的计算公式可以分析不同类型的光纤准直器的点精度,并得出其点精度合适的优化途径。
【文章来源】：空间控制技术与应用. 2020,46(04)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
点精度对角向偏差的影响
根据C-lens的结构，通过光路追迹的方法可以计算出C-lens的点精度，但这种方法较为复杂，且容易出错，故这里借助传输矩阵进行计算[21]．如图2所示，可以将光束1入射C-lens的斜面的情况，等效为虚拟光束2入射在一个平面的情况，在两种情况下光线进入C-lens后光路是相同的，因此解出虚拟光束在平面上的入射角和入射高度，在之后的计算中就可以使用传输矩阵计算出出射光线与光轴的夹角，即C-lens的点精度．根据矩阵光学，等效处理后C-lens的传输矩阵T为:
在实际应用中，改变单一参数可能使得光纤准直器失效，对C-lens参数的改变首先要考虑它到对工作距的影响．本文计算过程中采用的C-lens参数为:nf=1.468、R=1.8 mm、l=3.85 mm、nl=1.745、θ=8°、d=0.2 mm．根据高斯光束的传输特性可以得到与C-lens的工作距的关系[22]，如图3所示．类似的可以得到在d固定的情况下C-lens参数R、L与工作距的关系，如图4、5所示．图4 工作距与R关系曲线
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种中空式光纤旋转连接器[J]. 陆兆辉,芦春锋,周丰,岳宝花,张承,王思现,李娜,范晶晶,寇明国. 现代传输. 2017(02)
[2]离轴旋转光纤传输系统的设计与实现[J]. 刘飞,李毅,郝如龙,孙瑶,唐佳茵,陈培祖,蒋蔚,伍征义,徐婷婷,方宝英,王晓华,肖寒. 中国激光. 2015(09)
[3]离轴光纤旋转连接器的设计与实验[J]. 殷樱,李毅,丁杰,方丹,郑秋心,沈雨剪,李榴,朱慧群,王锋,黄毅泽,方宝英,王晓华,梁倩,严梦,佟国香,覃源. 光学技术. 2013(02)
[4]光电汇流环在雷达上的应用分析[J]. 余雷,郭开东. 安徽电子信息职业技术学院学报. 2007(06)
[5]雷达信号的光汇流环传输技术[J]. 何翠平,聂杨,席虹标,程鲲. 光通信技术. 2006(05)
[6]C-lens准直特性分析[J]. 胡海蕾,陈荣,赖爱光,谢树森. 福建师范大学学报(自然科学版). 2005(01)
[7]C-lens准直器回波损耗的理论计算与分析[J]. 王素芹,阮玉,殷东亮,杨中文. 光电子技术与信息. 2003(01)
博士论文
[1]单通道光纤旋转连接器的研究[D]. 米磊.中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所) 2010
硕士论文
[1]多通道光纤旋转连接器的设计与研究[D]. 赵振.天津大学 2012
本文编号：3255366
【文章来源】：空间控制技术与应用. 2020,46(04)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
点精度对角向偏差的影响
根据C-lens的结构，通过光路追迹的方法可以计算出C-lens的点精度，但这种方法较为复杂，且容易出错，故这里借助传输矩阵进行计算[21]．如图2所示，可以将光束1入射C-lens的斜面的情况，等效为虚拟光束2入射在一个平面的情况，在两种情况下光线进入C-lens后光路是相同的，因此解出虚拟光束在平面上的入射角和入射高度，在之后的计算中就可以使用传输矩阵计算出出射光线与光轴的夹角，即C-lens的点精度．根据矩阵光学，等效处理后C-lens的传输矩阵T为:
在实际应用中，改变单一参数可能使得光纤准直器失效，对C-lens参数的改变首先要考虑它到对工作距的影响．本文计算过程中采用的C-lens参数为:nf=1.468、R=1.8 mm、l=3.85 mm、nl=1.745、θ=8°、d=0.2 mm．根据高斯光束的传输特性可以得到与C-lens的工作距的关系[22]，如图3所示．类似的可以得到在d固定的情况下C-lens参数R、L与工作距的关系，如图4、5所示．图4 工作距与R关系曲线
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种中空式光纤旋转连接器[J]. 陆兆辉,芦春锋,周丰,岳宝花,张承,王思现,李娜,范晶晶,寇明国. 现代传输. 2017(02)
[2]离轴旋转光纤传输系统的设计与实现[J]. 刘飞,李毅,郝如龙,孙瑶,唐佳茵,陈培祖,蒋蔚,伍征义,徐婷婷,方宝英,王晓华,肖寒. 中国激光. 2015(09)
[3]离轴光纤旋转连接器的设计与实验[J]. 殷樱,李毅,丁杰,方丹,郑秋心,沈雨剪,李榴,朱慧群,王锋,黄毅泽,方宝英,王晓华,梁倩,严梦,佟国香,覃源. 光学技术. 2013(02)
[4]光电汇流环在雷达上的应用分析[J]. 余雷,郭开东. 安徽电子信息职业技术学院学报. 2007(06)
[5]雷达信号的光汇流环传输技术[J]. 何翠平,聂杨,席虹标,程鲲. 光通信技术. 2006(05)
[6]C-lens准直特性分析[J]. 胡海蕾,陈荣,赖爱光,谢树森. 福建师范大学学报(自然科学版). 2005(01)
[7]C-lens准直器回波损耗的理论计算与分析[J]. 王素芹,阮玉,殷东亮,杨中文. 光电子技术与信息. 2003(01)
博士论文
[1]单通道光纤旋转连接器的研究[D]. 米磊.中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所) 2010
硕士论文
[1]多通道光纤旋转连接器的设计与研究[D]. 赵振.天津大学 2012
本文编号：3255366
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