QC技术培训讲座(四)

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1、2006技术培训讲座（四）赵强8/29/2006Introduction光纤耦合光学GaussianapproximationModemismatchinglossLateralmismatchinglossLongitudinalmismatchinglossAngularmismatchingloss对准直器的几何光学处理薄透镜厚透镜自聚焦透镜（G-Lens）对准直器的高斯光学处理SMFFiber的高斯近似高斯光束的q-参数透镜对高斯光束的传递（ABCD矩阵）自准直法用于制备准直器透镜的工作距离双准直器的对调2021/7/172Fibermode-

2、GaussianapproximationForasingle-modefiber,thefundamentalmodecanbewellapproximatedbyaGaussianfunction:2021/7/173FiberCouplingEfficiencyCouplingEfficiency(T)isdefinedmathematicallyasanormalizedoverlapintegralbetweenthefibermode[E0(x,y)]andincidentwave[Ein(x,y)]:Gaussianapproximati

3、onoffibermodesimplifiesthecalculationofcouplingefficiency.2021/7/174ModemismatchinglossAssumingthewaistoftheincidentwaveisonthereceivingfiberend:*forSMF-28fiberIL(dB)Incidentwaist(micron)2021/7/175LateralMismatchingLossAssumingthewaistoftheincidentwaveisonthereceivingfiberend,bu

4、tthereexistsalateraloffset:Lateraloffset(micron)IL(dB)*wIn=w0=5.2micron2021/7/176LongitudinalmismatchinglossThewaistoftheincidentwaveisDzoffsetfromthereceivingfiberend:Longitudinaloffset(micron)IL(dB)*wIn=w0=5.2micron2021/7/177AngularmismatchinglossThelightisincidentupontherecei

5、vingfiberendwithanangle,andthebeamwaistisonthefiberend:Incidentangle(deg)IL(dB)*wIn=w0=5.2micron2021/7/178GeneralequationAllkindsofmismatchinglossesareaddressed:2021/7/179Introduction光纤耦合光学GaussianapproximationModemismatchinglossLateralmismatchinglossLongitudinalmismatchinglossA

6、ngularmismatchingloss对准直器的几何光学处理薄透镜厚透镜自聚焦透镜（G-Lens）对准直器的高斯光学处理SMFFiber的高斯近似高斯光束的q-参数透镜对高斯光束的传递（ABCD矩阵）自准直法用于制备准直器透镜的工作距离双准直器的对调2021/7/1710对准直器的几何光学处理对于光纤SMF28:其N.A=0.14(在1550nm),对于常用的G-Lens(EFL=1.95mm),其准直后的光束直径一般为0.55mm.EFLFiberN.ASpotDiameterBeamSpotDiameter=2*(FiberN.A)*(Lens

7、EFL)2021/7/1711常用的薄透镜光学原则以上基于几何光学旁轴近似:对分析光纤耦合效率中的径向不匹配和角度不匹配十分有效.f’ff’f1)平行系统2)倾斜系统2021/7/1712厚透镜光学两个等效焦距(象方焦距f和物方焦距f’)和背顶点焦距为:其中:n1为物方介质折射率,n2为透镜材料折射率,n3为象方介质折射率.2021/7/1713常见厚透镜的焦点及主点ff’2021/7/1714C-lensOpticsC-lens本质上为一平凸透镜：（假定两侧介质均为空气）2021/7/1715G-lensOpticsG-lens本质上为一折射率渐变形

8、自聚焦透镜：（假定两侧介质均为空气）2021/7/1716准直器对光束的准直透镜对光纤出射的发