光纤与光源耦合方法实验

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1、光纤与光源耦合方法实验实验目的1．学习光纤与光源耦合方法的原理；2．实验操作光纤与光源耦合。实验仪器用具He-Ne激光器1套；光纤耦合架1套；633nm单模光纤1米；光纤支架1套；光能量指示仪1台；SZ—04型调整架6个；SZ—42型调整架1个；SZ—13型调整架1个；光纤切割刀1套。实验原理和内容1．耦合方法光纤与光源的耦合有直接耦合和经聚光器件耦合两种。聚光器件有传统的透镜和自聚焦透镜之分。自聚焦透镜的外形为“棒”形（圆柱体），所以也称之为自聚焦棒。实际上，它是折射率分布指数为2（即抛物线型）的渐变型光纤棒的一小段。直接耦合是使光纤直接对准光源输出的光

2、进行的“对接”耦合。这种方法的操作过程是：将用专用设备使切制好并经清洁处理的光纤端面靠近光源的发光面，并将其调整到最佳位置（光纤输出端的输出光强最大），然后固定其相对位置。这种方法简单，可靠，但必须有专用设备。如果光源输出光束的横截面面积大于纤芯的横截面面积，将引起较大的耦合损耗。经聚光器件耦合是将光源发出的光通过聚光器件将其聚焦到光纤端面上，并调整到最佳位置（光纤输出端的输出光强最大）。这种耦合方法能提高耦合效率。耦合效率η的计算公式为，或式子中P1为耦合进光纤的光功率（近似为光纤的输出光功率）。P2为光源输出的光功率。2．实验操作（1）直接耦合A．切制

3、处理好光纤光学端面，然后按图2示意进行耦合操作。光纤输入端面输出光图2直接耦合原理示意图He-Ne激光器光能量指示仪B．计算耦合效率，对自己的工作进行评估。（2）透镜耦合A．切制处理好光纤光学端面，然后按示意图3进行耦合操作；B．计算耦合效率，对自己的工作进行评估；C．比较、评估两种耦合方法的耦合效率。实验数据处理和小结:直接耦合：P1=0.10uwP2=0.76mw透镜耦合：P1=0.35uwP2=0.96mw根据耦合效率公式得到直接耦合效率n1=P1/P2=0.013%透镜耦合效率n2=0.036%试验测得耦合的效率非常低，可能一方面因为激光的发散角太

4、大，还有就是接受光纤数值孔径角太小。从上面的结论可知道，透镜耦合的效率比直接耦合的效率要高。