自聚焦透镜光纤软线及其在光纤无源器件中的应用

本文分析了光纤无源器件中使用的自聚焦透镜产生耦合损耗的原因,并提出了解决办法。文中还介绍了采用光学对中法将光纤与自聚焦透镜耦合成自聚焦透镜光纤软线的制作过程及其应用。     

GRIN光纤的成像和GRIN光纤列阵的综合成像问题

折射率梯度(GRIN)光纤和折射率梯度光纤列阵的成像实质上是光学元件列阵的单元成像和列阵的综合成像问题,前者服从经典光学的成像方程,后者具有非高斯成像的特性。但是,它们都可统一使用 ABCD 矩阵和几何成像的 ABCD 定律描述,本文将对与此有关的问题进行分析,并提出一些看法讨论。GRIN 光纤的成像矩阵已经清楚,GRIN 光纤、GRIN 透镜(又称自聚焦光纤、自聚焦透镜 Selfoc fibre/lens)、类透镜介质(linstike medium)的折射率 n 随径向坐标 r 的变化可用同一方程来描述     

用平凸棒透镜减小波分复用器的损耗

本文主要介绍新设计的光纤之间低耦合损耗的平凸棒透镜,用平凸棒透镜作耦合元件的波分复用器与国内用国产自聚焦棒(GRIN)透镜作耦合元件的干涉滤光器型波分复用器相比,插入损耗要低1～2dB。     

全光纤自混合散斑干涉可行性研究

为了证明光纤传光、光纤自聚焦透镜收集反馈光进行自混合散斑干涉的可行性,建立了自聚焦透镜收集效率的理论模型,重点研究了光纤自聚焦透镜的收集效率随其半径和工作距离的变化关系;从理论上证明了采用光纤传光、光纤自聚焦透镜收集反馈光进行自混合散斑干涉的可行性;最后搭建了实验装置,并进行了实验研究。结果表明,该装置可以获得较好的自混合散斑干涉信号;可以解决自由空间自混合散斑干涉测速系统工具距离短、易受环境干扰等问题。     

微型准直透镜的研究与设计

自聚焦透镜与多模光纤的折射率分布都遵从平方律分布,基于这个事实,进行了以多模光纤生产工艺制造微型准直透镜的研究和设计。结果表明,该微型准直透镜用作单模光纤准直器,具有良好的准直性能,该器件较之自聚焦透镜,尺寸更小且制造工艺简单。     

自聚焦共焦光纤传感器轴向分辨率的影响因素

分析和研究了光纤光斑尺寸、透镜的数值孔径、放大倍率、光纤与透镜的匹配及装配等对自聚焦共焦光纤传感轴向分辨率的影响。指出，为使系统获得较高的轴向分辨率，需控制与光纤光班尺寸有关的参数A≤3，选用大放大倍率的自聚焦透镜，并使透镜的数值孔径小于光纤数值孔径，同时要保证透镜与光纤间的精密装配。     

双芯自聚焦透镜耦合分析

利用光线光学的原理，提出了求解双芯自聚焦透镜耦合损耗的数学模型，利用该模型得出了自聚焦透镜耦合损耗与双芯间距的关系曲线。实际制作的双芯自聚焦透镜耦合系统，两路光纤到光纤的耦合损耗分别为０．７９ｄＢ和０．８５ｄＢ。     

自聚焦平板波导透镜及其应用

介绍了一种新颖的自聚焦平板波导透镜(SPWL),利用几何光学方法分析了它的光学特性,得出其传输矩阵,并进行了特殊的结构设计.介绍了实际制备这种透镜的工艺过程,并给出了光纤输出光束经1/4节距的自聚焦平板波导透镜之后输出的近场和远场光斑图,测试结果表明自聚焦平板波导透镜输出近场光斑在x-z平面内束宽为1 153.3μm,与根据传输矩阵计算得出的束宽1 153.2 μm相符;最后介绍了自聚焦平板波导透镜的三种应用实例:LD阵列和光纤的耦合、SOA与单模光纤的耦合、光功率分束器和直波导阵列波导光栅.     

屏蔽式LD活动耦合器

本文介绍了一种带有自聚焦透镜的屏蔽式LD活动耦合器。给出了LD耦合器的设计要点,其中包括了耦合光路的计算和结构设计,也给出了耦合效率的测量结果。由于LD耦合器采用了自聚焦透镜,耦合效率可达40～50％。所使用的光纤是标准渐变型光纤(芯径/包层直径为50/125μm,NA=0.2)。     

激光二极管的自聚焦透镜耦合理论与设计

分析了自聚焦透镜对激光二极管(LD)远离透镜主轴的大发散角光束的耦合公式,利用光线追迹法得到了用自聚焦透镜耦合时自聚焦透镜各个参数对耦合结果的影响,从而得到了获得较小聚焦光斑时的自聚焦透镜的最佳参数及在测量面上的相对输出光强分布。为利用自聚焦透镜耦合大发散角的激光二极管光束提供了参考依据。     

光纤和自聚焦透镜的端面检查

本文描述了自聚焦透镜的一种检查方法，用来测定光纤和自聚焦透镜的端面质量，同时可测定光纤的数值孔径（NA）。该方法简单易于操作，适用于设备较小的条件下使用。     

超微型球透镜的耦合理论

随着光纤通信和光纤传感技术的不断发展,光纤无源器件和光纤传感器件也正在走向微型化和集成化。在一些微型化器件中,常规的自聚焦透镜、平凸柱透镜和球透镜受到了使用空间的限制,以致于难以再用它来作为光学耦合元件。人们不得不寻求焦距极     

渐变折射率多模光纤中的多模干涉应用研究

论述了SMS(单模-多模-单模)光纤结构的多模干涉基本理论,利用FD-BPM(有限差分光束传播法)对渐变折射率多模光纤和阶跃折射率多模光纤进行数值模拟,将自聚焦位置、激发模式等特征进行对比,给出渐变折射率多模光纤的优点。利用自聚焦效应,对渐变折射率多模光纤的聚焦和发散作用进行了理论分析,以较短的长度充当透镜的功能,并总结了现阶段的主要应用。     

基于热扩芯光纤的光纤准直器特性研究

为了提高光纤和光器件之间的耦合效率,设计了由热扩芯光纤和自聚焦透镜构成的新型热扩芯光纤准直器。理论上分析了热扩芯光纤准直器的基本结构参数与光学特性的关系以及由3种失配导致的耦合插入损耗。研究发现,热扩芯光纤准直器的耦合特性与自聚焦透镜的参数有关,热扩芯光纤准直器在轴向间距和角度偏差上的耦合失配容限明显优于普通光纤准直器,横向位移损耗则高于普通光纤准直器。采用模场半径为15.4μm的热扩芯光纤与自聚焦常数为0.295mm-1的自聚焦透镜制备了热扩芯光纤准直器,并对热扩芯光纤准直器因3种失配导致的耦合插入损耗进行了理论和实验比较,结果表明实验数据与理论吻合较好,说明所设计的热扩芯光纤准直器可用于长距离光耦合和旋转连接器件。     

基于自聚焦透镜耦合光纤取样的高功率激光装置调频脉冲时间波形测量技术

提出了一种基于自聚焦透镜耦合单模光纤测量调频小宽带脉冲时间波形的技术方案。理论分析和实验结果表明:自聚焦透镜耦合光纤的取样能量随透镜与光束夹角增大而减小,但同一角度下各级次光谱耦合效率一致,取样过程不会引入附加的调频-调幅(FM-AM)效应,耦合效率下降一半时允许的光束角漂量为1mrad。该技术方案除具有便于集成、低成本、抗光束扰动能力和电磁干扰能力强等优点外,还通过自聚焦透镜扩大了取样面积,有效提高了取样能量,并抑制了光束截面能量起伏对测量系统的不良影响。该技术方案为高功率激光装置脉冲波形测量技术的改进研究提供了一定的理论和实验基础。     

一种微透镜阵列的研制

介绍一种利用表面张力的作用、以光纤作材料、用分离的自聚焦透镜制作微透镜阵型的方法，这种方法具有制作工艺简单、无须昂贵设备等优点，用此方法实际制作了具有良好连续面型的微透镜阵列，并对制作的微透镜阵列进行了测试，效果较好。     

微光学定向耦合器的研制

本文介绍使用自聚焦透镜的微光学定向耦合器的研制,器件损耗为2～4dB。理论分析和实验结果表明,自聚焦玻璃棒的实际折射率分布偏离抛物线分布,它是导致透镜散焦的主要原因。指出了自聚焦透镜的光线周期长度不仅与折射率分布中的高次项有关,而且与光纤和透镜的耦合位置有关。介绍了器件的设计原则和制作工艺,给出了制造精度和插入损耗之间的关系以及器件的测试结果。     

光电话耦合夹钳的优化光路结构设计

光电话耦合夹钳是一种在裸光纤间提供光纤无损伤光信号双向耦合的光纤无源器件,文章用光纤弯曲损耗和几何光学原理分析了它的光路结构与光纤弯曲损耗及耦合效率的关系,并在自聚焦透镜的基础上提出了一种优化光路结构设计方法.     

光通信用自聚焦透镜耦合损耗的研究

针对单模光纤与自聚焦透镜（GRIN）的耦合,基于光学矩阵和高斯光学耦合损耗的理论,建立了计算耦合损耗的数学模型。利用这一模型分析了单模光纤与GRIN耦合时透镜的长度、离轴偏差及角度偏差等因素对耦合损耗的影响,得到了相应的规律性曲线。这对于自聚焦透镜系统成像理论的进一步研究和光纤通信耦合设计具有重要的意义。     

端面球透镜光纤与激光器的耦合

一、前言激光器与光纤的耦合在光通信系统中占有比较重要的地位。如何提高耦合效率以及改进耦合器的结构性能是最近几年中耦合器研制方面的主要课题之一。对此,国内外都进行了许多研究,取得了很大的进展。特别是激光器与光纤的耦合,在耦合方式上有端面球透镜、锥状透镜、柱透镜、自聚焦透镜,以及这些透镜