用光线追迹法计算半锥形多模光纤的耦合效率

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第32卷第4期激光技术Vo1．32．No．42008年8月LASERTECHNOLOGYAugust，2008文章编号：1001—3806(2008)04—0434～03用光线追迹法计算半锥形多模光纤的耦合效率王超，冯国英，杨浩，周隋，李玮，苏娟(四川大学电子信息学院，成都610064)摘要：为了计算半锥形多模光纤和半导体激光器的耦合效率，并分析影响耦合效率的因素，在考虑光线在锥面上多次反射、反射损耗、透射损耗以及波导的耦合条件的情况下，采用改进后的光线追迹法计算

2、了不同锥角或不同锥长、以及两者发生相对平移或倾斜的情况下，无包层半锥形多模光纤和半导体激光器之间的耦合效率。模拟结果表明，当半锥宽度取适当值时，锥角对耦合效率的影响弱化了；耦合效率对相对平移比较敏感，而对相对倾斜有着很高的冗余度。这对实际工作中提高耦合效率具有指导意义。关键词：光纤光学；耦合效率；光线追迹；半锥形多模光纤中图分类号：TN253：TN248．4文献标识码：ACalculatingthecouplingeficiencyofthelaserdiodetothesemi-taperedmultimod

3、efiberbyray-tracingmethodWANGChao，FENGGuo—ying，YANGHao，ZHOUQing，LIWei，SUJuan(SchoolofElectronicsandInformationEngineering，SichuanUniversity，Chengdu610064，China)Abstract：InordertoanalyzethefactorswhichaffectthecouplingefficiencybetweenLDandthesemi—taperedmuhi

4、modefiber，consideringthemulti—reflectiononthetaperedsurface，usingimprovedray—tracingalgorithm，thecouplingeficiencyofLDtothesemi．taperedmuhimodefiberwithoutcladdingwascalculatedindifferentcasesseparately，suchasdifferentsemi—taperedangleordifferentsemi—tapered

5、width，ordifferentrelativeshiftandincline．Theresultsindicatedthatwhensemi—taperedwidthvaluewasappropriate，theinfluenceofthetaperedangleonthecouplingefficiencywasunconspicuous；Thecouplingefficiencywassensitivetotherelativeshift．whileitwasinertialtotherelativei

6、ncline．Keywords：fiberoptics；couplingefficiency；ray—tracing；semi—taperedmuhimodefiber反射或锥面本身不规则时，求解能满足全反射条件的引言积分区域将变得极为困难。本文中对传统光线追迹的半导体激光器在各个领域有着广泛的应用，关于算法进行了改进，改进后的算法不仅适用于大入射角半导体激光器与光纤之间耦合的方法已有很多报光线在锥面上多次反射的情况，还适用于锥面不规则道¨引。研究发现，将多模光纤末端做成半锥后可以提的情况。作者利用该方法在考虑

7、锥面的多次反射的情高其与半导体激光器的直接耦合效率。FENG等况下，计算了半导体激光器与去包层的半锥形多模光人计算出两者最大耦合效率达到95％，并得出锥角会纤的耦合效率，并利用该方法模拟了锥角、半锥宽度、强烈影响耦合效率的结论；LIN等人在考虑光线在相对平移和相对倾斜-o对耦合效率的影响。这对实锥面上一次反射的情况下计算了两者的耦合效率，指际工作中提高耦合效率具有指导意义。出切割深度是影响耦合效率冗余度的主要因素J。1半锥形光纤在计算方法上，传统的光线追迹法一般是事先计算出能够满足全反射条件的光线在光纤端面上所

8、对应的区半导体激光器发出的光束在远场是一细长椭圆，域，再对该区域的光功率积分。这种方法在处理多次在垂直于结方向上的大发散角给光纤与半导体激光器的耦合带来了困难。为了提高直接耦合的效率，可将基金项目：固体激光技术国家级重点实验室基金资助项光纤在Y方向磨制成半锥，此外，将光纤要做锥部目(LF06005)分的包层剥去，使纤芯(折射率凡)直接与空气(折射作者简介：王超(1979．)，女，硕士研