光纤准直器的结构参数如图5所示。
由于光纤端面的8度角,输出光束与准直器轴成角度θ,称为点精度。
图6显示了两个准直器的理想耦合。
两者的输出光场完全重合,间距是准直器的工作距离Zw。
准直器输出高斯光束的光束输出从端面为Zw / 2,光束腰直径为2ωt,高斯光束的发散角与光束腰直径成反比。
到目前为止,我们已经介绍了光纤准直器的三个主要参数:工作距离,点精度和光斑尺寸。
光纤准直器的基本原理是将光纤的端面放在准直透镜的焦点上,准直光束,然后稍微调整焦点附近光纤端面的位置,以获得所需的工作距离,准直器的工作距离与光纤尖端和透镜的间距L有关。
光纤准直器的设计方法是根据实际需要确定准直器的工作距离。
根据高斯光束传输理论,确定光纤头和透镜间距L,计算光斑尺寸,然后根据光学理论计算准直器的点精度。
插入损耗低,回波损耗小,体积小,工作距离长,带宽宽,稳定性高,可靠性高。
(1)当倾斜角为8°时,倾斜端销耦合的使用可以大大提高光纤准直器的回波损耗。
当反光膜为°01%时,当使用光纤准直器时,后部的反射率光纤准直器自聚焦透镜的端面为0.回波损耗可达60dB。
斜端面销联轴器主要用于满足设备的高回损。
角度越大,准直器的回波损耗越大。
然而,销的端面角度越大,准直器的插入损耗越大(要求:插入损耗越小,回波损耗越好),这与准直器所需的低插入损耗相矛盾。
对于准直器插入损耗,透镜和毛细管是垂直端面的理想选择。
因此,本文中使用8°是对这种相互约束的循环器的折衷。
根据应用,端面斜角可以制成6°,8°,9°,11°或任何角度。
(2)透镜与光纤毛细管端面之间的间隙也主要与器件的高回波损耗有关。
为了满足器件的高回波损耗要求,间隙一般大于200μm。
当间隙大于200μm时,器件的回波损耗值近似理论上为最大值。
然而,透镜和毛细管端面之间的间隙越大,准直器的插入损耗越高,这是矛盾的。
根据准直仪图的精度要求,间隙为0.385 mm,可以满足高回报。
波损的距离要求也可以使插入损耗达到所需的水平。
准直器的回波损耗比回波损耗更容易保证。
因此,当组装准直器时,插入损耗用作检测的基础。