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將光耦合進入單模光纖的最佳工作距離

摘要

 

光纖是現代光學系統中最通用的部件之一。它們最重要的特點之一是它們能夠在遠距離（甚至幾公里）內以極低的損耗傳輸光能。另一方面，以一種能夠達到盡可能高的效率的方式將光耦合到光纖中通常是一項非常精細的需求：例如，良好的匹配是至關重要的。在這個例子中，我們選擇了一個商用的鏡頭，并展示了如何找到最佳的工作距離，以實現最大的耦合效率。我們尤其證明了通過場追蹤發現的最佳工作距離不同于由幾何光學預測的透鏡的焦距。
 

建模任務

 

 

·將光纖端放在透鏡后面的幾何光學焦平面上是最佳的解決方案嗎？

·如何找到最佳的工作距離，以達到最大的耦合效率？

 

系統構建模塊-導入的鏡頭文件

 

鏡頭系統，例如本應用中的耦合鏡頭，可以由用戶從頭開始設計，也可以從制造商提供的參數中導入。
 

系統構建模塊-光纖效率探測器

 

單模光纖耦合效率檢測器將效率計算為輸入場和光纖的（單）特征模的歸一化重疊積分。請注意，顧名思義，這種檢測器只適用于單模光纖。
 

總結——元器件

 

 

幾何光學焦距下的場追跡分析

 

首先利用VirtualLabFusion中的場追跡找到球形透鏡的焦距。

VirtualLabFusion中的場追跡提供了對系統中任何期望平面上的完整場信息的訪問。

 

在最佳工作距離下的分析

 

耦合效率最高的焦點的形狀與光纖模式相似。
 

VirtualLab Fusion技術

  

 

文檔信息

 

拓展閱讀
- 光纖耦合器中不同鏡頭的比較

- 光纖耦合透鏡的參數化優化