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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。
bffyq 13
 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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