光纖準直器作為現(xiàn)代光學系統(tǒng)的核心元件,承擔著將光纖中傳輸?shù)陌l(fā)散光束轉(zhuǎn)換為高質(zhì)量平行光的關(guān)鍵任務(wù)。在激光干涉測量、光纖通信、光譜分析和量子光學等前沿領(lǐng)域,光纖準直器的性能直接影響著整個光學系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性。
光纖準直器是光學系統(tǒng)的橋梁,其核心功能在于解決光纖輸出光的發(fā)散問題——當光線從直徑僅數(shù)微米的光纖纖芯射出時,會迅速擴散形成錐形光束。這種發(fā)散光無法直接用于自由空間光路,必須通過精密光學元件進行準直處理。其基本工作原理是利用透鏡的光學聚焦特性,將光纖端面精確置于透鏡焦點處,使發(fā)散光束轉(zhuǎn)化為平行光束。
光皓光學生產(chǎn)的光纖準直器產(chǎn)品將性能優(yōu)異的玻璃模壓非球面透鏡和便于連接的光纖連接頭有效的組合在一起。非球面透鏡兩面都鍍有增透膜,能有效減少表面反射,在波長405nm到1550nm范圍內(nèi)提供衍射極限性能。該組件有一個外螺紋,可以快速連接到光學平臺或儀器內(nèi)。光纖準直器焦距是固定的,經(jīng)過出廠對準,可用于單模光纖跳線,用于準直光纖的輸出光。除光纖準直外,此產(chǎn)品也可以用于平行光纖耦合聚焦,需要注意的是用于準直用途時,接單模或者多模光纖皆可;而作為耦合用途時,接多模光纖會耦合效率高于單模光纖。
光纖準直器關(guān)鍵參數(shù)解析
在使用光纖準直器對光纖輸出光束進行準直時,需要考慮以下參數(shù):發(fā)散角、輸出光束直徑和最大束腰距離:
1.發(fā)散角(Divergence Angle,用度表示)可以根據(jù)以下公式近似計算:
θ≈MFD/f*180/π
其中,MFD為模場直徑,f為準直器的焦距。該公式適用于單模光纖,但它會小于多模光纖的發(fā)散角,因為多模光纖出射的光具有非高斯強度分布。
2.輸出光束直徑(Output Beam Diameter)可以根據(jù)以下公式近似計算:
d≈4λf/πMFD
其中,λ為所用光的波長,f為準直器的焦距,MFD為模場直徑。
3.最大束腰距離(Maximum Waist Distance)是指由于實際傳輸中由于發(fā)散角的存在,為了維持輸出光束準直,束腰距離透鏡最遠的距離,可以根據(jù)以下公式近似計算:
Zmax≈f+2λf^2/πMFD^2
其中,f為準直器的焦距,λ為所用光的波長,MFD為模場直徑.
模場直徑(Mode Field Diameter,MFD)一般是指光強降低到軸心線處最大光強的1/e2的各點中兩點最大距離,用來表示在單模光纖的纖芯區(qū)域基模光的分布狀態(tài)?;T诶w芯區(qū)域軸心線處光強最大,并且隨著偏離軸心線的距離增大而逐漸減小。
光纖準直器的接口選擇直接影響系統(tǒng)連接穩(wěn)定性和光學性能,光皓光學可提供當前主流技術(shù)匹配的三種標準化接口:即FCAPC、FCPC和SMA接口,您可以根據(jù)實際應用場景和選擇匹配的光纖接口,并針對特定波長組裝和測試。
光纖準直器雖是小巧的光學元件,卻在現(xiàn)代光電子系統(tǒng)中扮演著橋梁的關(guān)鍵角色。光皓光學依據(jù)獨有的精密模壓非球面透鏡,大大提升了光學準直器產(chǎn)品的光學性能,重新定義了準直器的性能邊界。目前,光皓光學正與全球頂尖研究機構(gòu)合作開發(fā)下一代準直系統(tǒng)——讓光,始終以最完美的姿態(tài)啟程!