光斑法测量光纤维的数值孔径

本文从实际应用的角度出发,介绍一种具有足够精度的确定光纤维的理论数值孔径的简便方法——远场光斑法。确定的结果与M_(416B)端面反射法测量的折射率分布曲线计算的理论数值孔径进行了比较。分析了引起测量误差的主要原因,并给出测量的相对精度。     

弯曲对光纤数值孔径的影响

用远场法测量了不同外径、芯径的多模光纤弯曲时的数值孔径,提出的理论计算公式,与实验结果一致。对多模光纤,建议在光纤成缆和施工中,其弯曲半径至少大于80mm。     

光纤共焦系统中影响轴向分辨特性的因素分析

为了提高光纤共焦显微成像系统的轴向分辨力,分析了光纤光斑尺寸、瞳半径,环形透镜、光纤与透镜的匹配等对该系统轴向分辨率的影响。利用光纤共焦成像系统的三维相干传递函数,对一理想反射镜进行轴向扫描,建立系统的轴向响应函数,分析和研究了各参数对系统轴向分辨力的影响。实验结果表明,为使系统获得较高的轴向分辨率,需控制与光纤光斑尺寸有关的参数A≤3,选用放大倍率较大的物镜,并使透镜的数值孔径小于光纤数值孔径,而在光纤共焦系统中引入环形透镜并不能提高系统的轴向分辨力。     

建议在光纤通信中采用能量数值孔径

本文比较实际测量得到的三种数值孔径,得知能量数值孔径比较恰当地表征光纤波导接收光能本领的大小这一特性。认为在光纤通信中采用能量数值孔径较为适合。     

单模光纤模场半径谱的测量和色散的计算

本文采用等效可变孔径远场法对单模光纤模场半径谱进行了测量,并利用模场半径的谱特性,计算了单模光纤的波导色散和总色散。实验结果表明,这种测量和计算方法准确、简便,与采用CCITT规定的参考测试法(相移法)测量色散有较好的一致性。     

一种测量激光光强按角度分布的新方法

提出了一种新的测量方法,用于测量近似点光源或线光源在相同半径处光强按角度的分布.测量系统由旋转装置、角度探测系统和光强探测系统三部分组成.利用该系统对多模光纤耦合激光器光强分布进行了实际测量.结果表明,采用高斯光束形式可以较好地描述该光束光强的远场分布,由拟合曲线得出的光强按角度分布规律与实验所用光纤数值孔径相符,进一步说明了该实验方法的可信性与可靠性.     

光纤最大理论数值孔径和强度稳态数值孔径、功率稳态数值孔径之间的关系

本文叙述了光纤最大理论数值孔径、强度稳态有效数值孔径及功率稳态有效数值孔径的定义,导出了它们之间的相互关系式,发现它们之间的关系主要与光纤折射率断面指数α有关。从光纤折射率分布图计算了一些光纤的最大理论数值孔径和强度稳态有效数值孔径,并与光斑法测得的强度稳态有效数值孔径进行了比较,结果表明计算值与测量值基本相符。     

单模光纤参数测量的远场法实验研究

本文是在Gambling等人工作的基础上,对单模光纤参数测量的远场法进行了较详细的研究。由α_0大于α_0.5(α_0为主波束与第一旁瓣间极小值的归一化辐射角,α_0.5为主波束半功率点的归一化辐射角),而且a_0的位置是光强分布的极小值,比较容易确定,因此远场法测量单模光纤参数的通用曲线之一建议采用α_0～V关系,而不用α_0.5～V的关系(V是归一化频率),以利于提高测量精度。此外,还研究了平面检测器探测球面波束以及用“两点法”测量角宽等问题。实验中,建立了两套测量系统,在O.63μm与1.32μm波长处,测量了单模光纤参数,给出了实验结果,并与其它方法的测量结果作了比对。最后,提出了克服动态范围大造成测量困难的方法。     

光斑光强渐变测量通信光纤数值孔径

数值孔径NA(Numerical Aperture)是通信光纤的一个重要光学参数,表征了光纤的集光能力.它与光纤传输系数的计量有密切关系,对通信光纤的传输带宽有很大影响.光纤数值孔径的测量方法有多种,文中设计了一种用于通信光纤数值孔径快速测量的装置,该装置包括光源、刻度旋转台、微调机构及数字仪表等单元,测量基于光斑光强渐变机理,根据仪表显示值在临界点突变可确定被测光纤的数值孔径,实验表明该装置测量稳定可靠,多次测量平均值的重复性优于2%.     

漫反射成像法的激光参数测量系统设计

精确地测量激光在大气传输后的光斑参数,是研究激光大气传播效应和分析激光发射系统性能的关键技术手段。测量激光远场参数的方法主要包括阵列探测法和相机成像法,目前在激光大气传输效应的测量评估中大都采用阵列探测法。由于探测器阵列靶受物理空间和研发成本等因素的限制不能均匀且高分辨率紧密排布,将造成采样光斑的失真,难以精确地测量远场光斑参数。针对此问题,利用相机分辨率高的特点,设计了一套基于漫反射屏成像法的激光参数测量系统。该系统最小测量分辨力小于0.39 mm,质心位置平均偏差为0.05 mm,测量光斑到靶功率不确定度优于10%。该系统能有效地测量激光发射系统的跟瞄精度和到靶功率,为分析激光大气传输效应和分析激光发射系统性能提供有效手段。     

光纤损耗测量中一种便于操作的滤模混模器

组装了一种便于操作的滤模混模器,应用在截断法测量光纤损耗上,很容易激励光纤的均衡模分布。这一点已被测量光纤近端和远端的远场光分布所证实。用滤模混模器分别在波长0.87μm和1.32μm下测量光纤的损耗值,这些结果同相应波长下由串接线中得到的结果和由注入光纤测量的结果作了比较,一致性是非常令人满意的。     

基于光纤位移测量的透明液体折射率测量方法

本文提出了一种基于光纤位移测量的液体折射率测量方法。首先,采用激光干涉法设计了 液体折射率测量的光学系统,并基于激光散斑消除理论,设计了针孔滤波器合理消除散斑, 提高了系统的抗干扰能力;其次,对测量系统中的位移测量方法进行分析和研究,提出了 一种光纤式位移测量方法,并设计应用反射式光纤位移传感器,取消传统的条纹计数,实 现了位移的高精度测量,其测量分辨力可达微米级;再次,采用机械位移驱动系统,驱动 光学系统元件移动来实现光程差的自动变化,其驱动分辨力可达纳米级;最后,搭建液体 折射率总体测量演示验证系统,以纯水、溶液为实验对象,其所需待测样品的容量少 于0.001ml。实验结果表明:纯水折射率 的测量精度可达1.5×10－3, 溶液折射率测量精度可达2.1×10－3,表明该测量方法可实现液体折射率的非接触、高精度 、智能测量。     

多模光纤出射光束光强分布的研究

采用横向偏移法测量以LED为激励源的多模光纤纤芯截面光强分布和出射光束的传输特性，将光强分布从近距光强分布和远距光强分布两方面进行讨论，比较分析了理论曲线与实验曲线，指出LED作为光源的多模光纤光强分布非常有利于光耦合，并可通过测量多模光纤光强分布得到光纤数值孔径的大小。     

多模梯度光纤折射率分布指数值的确定

一、引言为了扩大通信容量,光纤设计者希望制造出具有最佳折射率分布的光纤。判断光纤的折射率分布是否最佳,必须从测得的折射率分布曲线计算出分布指数α的数值。α值对多模光纤传输带宽有着决定性的影响,同时光纤最大理论数值孔径与稳态有效数值孔径之间的比例系数K_α值仅取决于α,考虑到斜射光线时,斜射光线的数值孔径与子午光线数值孔径间的关系也与α有关。无论用反射法、近场法、干涉法还是别的什么方法测出的折射率分布,或是扫描     

光导纤维显微电视的综合测试

光导纤维的折射率分布是决定多模光纤传输带宽的一项重要参数.一个合理的折射率分布可使光导纤维具有很高的传输带宽.为了测定光导纤维的折射率分布,近年来国内外开展了大量的工作,并提出了十种以上的方法.在这些方法中,纵向干涉法被认为是测量分辨精度最高的一种,可以作为一种标准的测量方法.但它有样品制备麻烦,调试周期较长的缺点.近场法和反射法,虽然精度不高,但有样品制备简便,测试快速的优点,在光纤的常规测试及工艺重复性监测     

测量大数值孔径光学系统小光斑的方法

介绍了一种小孔扫描测量大数值孔径光学系统小光斑的方法。利用近场光学显微镜的光纤探针采样技术和压电陶瓷扫描技术 ,可对光学系统小光斑的光强分布进行高空间分辨的测量。由于光纤探针采样点的大小为几十纳米或更小 ,压电陶瓷扫描间距为几纳米或更小 ,因此该方法特别适合大数值孔径光学系统小光斑的测量。实验证明 ,采用该方法 ,测量的空间分辨率可达 5 0～ 10 0nm左右。     

远场掩模法测量单模光纤模场直径

本文根据远场均方根宽度表示的单模光纤模场直径定义,设计及制作了掩模板,导出了模场直径的测量计算公式。并对测量中可能引入的系统误差进行了分析,提出一些减小误差的方法。实现了用远场掩模法对单模光纤模场直径的测量。     

光纤色散测量概述

介绍了三种最为成熟的光纤色散测量方法:时延法、相移法和干涉法,并从色散测量原理、测量装置、适用范围以及优缺点等几方面进行了论述.时延法测量精度不高,目前较少采用;相移法测量精度高,但测量仪器价格昂贵,测量成本高;干涉法既能满足一定的测量精度要求(时间分辨率可达1ps),又控制了测量成本,是普遍采用的测量方法.     

多模锥体光纤的传输特性

用几何光学方法,导出了处理多模锥体光纤中斜光线传播的一个简便而实用的公式。利用这个公式研究了锥体光纤的传输特性。就所传输的总光通量和对子午光线及斜光线的有效数值孔径同均匀光纤进行了比较。     

轴向移动孔径法测量单模光纤模场直径

本文在假定单模光纤横端面上的近场为高斯分布的前提下,从理论上导出了其远场分布也是高斯分布。根据所得的理论结果,文中提出了用轴向移动孔径法测量单模光纤模场直径新方法,并且进行了实际测量,其结果令人满意。