利用单透镜结构实现自由空间激光进入单模光纤的耦合研究

发布时间：2021-12-23 03:41

　　自由空间激光与光纤的高效耦合可大幅降低激光能量损耗。基于高斯光束通过透镜的传输规律,分析经过单透镜变换后的激光光束特性,即像方激光光束特性。对自由空间激光与单模光纤的优化耦合进行研究。通过分析匹配单透镜参数对像方光束的影响,选择单透镜合适焦距参数,实现激光与光纤参数的高效匹配,满足激光光束的像方腰斑小于10μm且数值孔径小于0.12。通过实例,分析采用焦距为5 mm的单透镜对780 nm空间激光到单模光纤的耦合效率,结果表明自由空间激光到单模光纤的耦合效率高达90%。该耦合系统结构简单,可实现激光由自由空间到至光纤的高效率传输。 

【文章来源】：光电子·激光. 2020,31(04)北大核心CSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

空间光与光纤耦合的结构示意图

再根据像方光束的数值孔径关系,得到该数值孔径受像方腰斑的影响,结果如图7所示,在透镜焦距参数影响下,像方光束参数影响明显。像方激光的腰斑小于3 μm(此时透镜焦距f<3.5 mm),此时对应光束的NA均大于0.12。因此综合考虑,同时满足光束腰斑和数值孔径分别小于光纤的纤芯半径和数值孔径,则变换透镜焦距满足。采用焦距为5 mm的透镜进行780 nm激光的自由空间光路与单模光纤的耦合,经过实验调节,结果可实现780 nm激光到单模光纤的高达90%耦合效率。图7 像方激光数值孔径与像方腰斑关系

像方激光数值孔径与像方腰斑关系

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3547707