單模與多模光纖耦合器的光束合波

根據(jù)不同的泵浦方式,對(duì)多模光纖放大器運(yùn)用多模速率方程組,采用四階龍格-庫(kù)塔法數(shù)值計(jì)算和分析了在不同泵浦方式下的泵浦效率和信號(hào)光在光纖放大器中的傳輸、放大行為,并研究了在光纖放大器光纖長(zhǎng)度有微小變化(mm量級(jí))的情況下,輸出光的光束質(zhì)量與光纖長(zhǎng)度的關(guān)系。結(jié)果表明:輸出信號(hào)光的光束質(zhì)量因子隨光纖長(zhǎng)度微小變化而呈準(zhǔn)周期變化,周期與信號(hào)光耦合入光纖放大器的本征模式間的傳播常數(shù)差有關(guān)。

現(xiàn)有的光纖耦合器在作為分波器使用時(shí)具有較低的插入損耗,在作為合波器時(shí)插入損耗較大,為實(shí)現(xiàn)低損耗合波目的,提出一種由單模與多模光纖共同構(gòu)成的混合型光纖耦合器。利用耦合波方程理論分析其工作原理,計(jì)算機(jī)模擬其耦合過程。采用熔錐法制作工藝,完成單模與多模光纖耦合器的制作,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論模擬相吻合;該器件單模到多模光纖的耦合效率、多模到多模光纖的耦合效率均在90%以上,實(shí)現(xiàn)了兩路光束的功率合波。作為低插入損耗合波器件可廣泛應(yīng)用于光通信以及雙包層光纖激光器抽運(yùn)光的注入。

由于多模光纖的纖芯直徑遠(yuǎn)大于單模光纖的纖芯直徑,且多模光纖的數(shù)值孔徑也大于單模光纖的數(shù)值孔徑,因此多單模轉(zhuǎn)換效率極低。為了提高多模光纖到單模光纖的耦合效率,采用自聚焦透鏡對(duì)從多模光纖出射的光束進(jìn)行匯聚,使其半徑大小盡量與單模光纖的芯徑大小相匹配,然后再利用球透鏡來(lái)減小被匯聚過的光束的發(fā)散角,在不考慮各種連接損耗的前提下,通過zemax來(lái)求解多模光纖到單模光纖的耦合效率。采用這種新型組合透鏡耦合的方法可以極大提高多單模耦合的耦合效率,其最高耦合效率可達(dá)到38.7%。因此,這種組合透鏡法是可行的。

文中提出了一種實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體激光器和多模光纖耦合的實(shí)用化方法。用一段直徑為600μm的裸石英光纖代替柱透鏡對(duì)半導(dǎo)體激光器輸出光束進(jìn)行準(zhǔn)直整形;用半球端光纖對(duì)光束進(jìn)行聚焦后直接實(shí)現(xiàn)和光纖耦合,來(lái)代替聚焦透鏡和光纖耦合的環(huán)節(jié)。研究表明:采用該方法耦合效率在80.0%左右,同時(shí)最大程度解決了使用柱透鏡和聚焦透鏡的組合透鏡耦合系統(tǒng)時(shí)存在的調(diào)試與封裝困難的問題,且工藝穩(wěn)定,因而有著廣泛的應(yīng)用前景。

多模光纖 (3)

空間光-單模光纖耦合的關(guān)鍵技術(shù)是怎樣確保耦合系統(tǒng)中光纖的準(zhǔn)確定位。基于電磁場(chǎng)模場(chǎng)匹配理論,討論了光纖偏移對(duì)空間光-單模光纖耦合效率的影響,結(jié)果顯示耦合效率隨著光纖偏移的增大顯著下降。采用光纖調(diào)整架以及微透鏡光纖可以顯著改善耦合效率,討論結(jié)果有助于空間光-單模光纖耦合器件的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

多模光纖 多模光纖 多模光纖容許不同模式的光于一根光纖上傳輸，由于多模光纖的芯徑較大，故可使用較為廉 價(jià)的耦合器及接線器，多模光纖的纖芯直徑為50μm至100μm。 目錄 分類 對(duì)比 多模光纖產(chǎn)品選用指南 多模光纖的應(yīng)用潛力 1.九十年代所占市場(chǎng) 2.七十年代崛起后 3.特點(diǎn) 4.“62.5”的興衰和“50”的崛起 5.“62.5”優(yōu)勢(shì) 6.后續(xù)發(fā)展 7.802.3出臺(tái)的影響 8.“新一代多模光纖” 1.新一代類型 2.新一代多模光纖光源 3.新一代多模光纖的帶寬 4.光源的注入 1.介紹 2.①偏置注入 3.②中心注入 展開 分類 對(duì)比 多模光纖產(chǎn)品選用指南 多模光纖的應(yīng)用潛力 1.九十年代所占市場(chǎng) 2.七十年代崛起后 3.特點(diǎn) 4.“62.5”的興衰和“50”的崛起 5.“62.5”優(yōu)勢(shì) 6.后續(xù)發(fā)展 7.802.3出臺(tái)的影響 8

多模光纖電纜容許不同光束于一條電纜上傳輸，由于多模光纜的芯徑較大，故可使用 較為廉宜的偶合器及接線器，多模光纜的光纖直徑為50μm至100μm。 基本上有兩種多模光纜，一種是梯度型（graded）另一種是引導(dǎo)型（stepped）， 對(duì)于梯度型（graded）光纜來(lái)說(shuō)，芯的折光系數(shù)（refractionindex)于芯的外圍最小 而逐漸向中心點(diǎn)不斷增加，從而減少訊號(hào)的振模色散，而對(duì)引導(dǎo)型（steppedinder） 光纜來(lái)說(shuō)，折光系數(shù)基本上是平均不變，而只有在色層（cladding）表面上才會(huì)突然 降低引導(dǎo)型（stepped）光纜一般較梯度型（graded）光纜的頻寬為低。在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用 上，最受歡迎的多模光纜為62.5/125，62.5/125意指光纜芯徑為62.5μm而色層（cl adding）直徑為125μ

運(yùn)用模式耦合理論和穩(wěn)態(tài)速率方程組,對(duì)含有抑制高階模輸出的光纖濾波器的多模光纖放大器的光束質(zhì)量進(jìn)行了分析.分析結(jié)果表明:對(duì)于含有光纖濾波器的多模光纖放大器,總的說(shuō)來(lái),其光束m2因子明顯低于不含有濾波器時(shí)的情況,這表明了前者輸出的光束質(zhì)量更好.結(jié)果說(shuō)明了,在多模光纖放大器系統(tǒng)中設(shè)置一個(gè)光纖濾波器可以有效地改進(jìn)光束質(zhì)量.

本文在分析相干光激勵(lì)下多模光纖束的輻射特性的基礎(chǔ)上,提出了以多模光纖束產(chǎn)生的激光散斑場(chǎng)作為物體照明光波和參考光波的散斑場(chǎng)全息照相理論和實(shí)驗(yàn)技術(shù),給出了與理論相一致的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,同時(shí)也討論了散斑全息照相在全息干涉計(jì)量中的應(yīng)用.

單模光纖與多模光纖的對(duì)比 作者：鍋頭 單模光纖多模光纖 中心玻璃芯很細(xì)，芯徑一般為9或10μm。芯徑較大，纖芯直徑為50μm至100μm。 可用較為廉價(jià)的耦合器及接線器。 傳輸距離較長(zhǎng)，根據(jù)目前的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備 來(lái)看，可以傳輸20~100km，理論上能達(dá) 到120公里。由于損耗小，傳輸長(zhǎng)，光纖 主干布線大多用單模。 傳輸距離較短，最多傳輸5km。多用于較 短范圍內(nèi)的布線。 單模光纜價(jià)格比多模光纜便宜一些，但是 光電轉(zhuǎn)換設(shè)備價(jià)格比多模較貴，所以整體 而言單模的總體價(jià)格要偏高些。 多模光纖布線總體價(jià)格要偏低。 色散小，損耗小。色散大，損耗大。 只能傳一種模式光信號(hào)?？梢詡鞫喾N模式光信號(hào)。 使用激光二極管（ld）作為發(fā)光設(shè)備。使用發(fā)光二極管（led）作為發(fā)光設(shè)備。 通常用于連接辦公樓之間或地理分散更 廣的網(wǎng)絡(luò)。 通常用于同一辦公樓或距離先對(duì)較近的區(qū) 域內(nèi)的網(wǎng)

深圳凱祺瑞科技有限公司-http://www.***.*** 多 模 光 纖 與 單 模 光 纖 深圳凱祺瑞科技有限公司-http://www.***.*** 1什么是單模與多模光纖？他們的區(qū)別是什么？ 單模與多模的概念是按傳播模式將光纖分類──多模光纖與單模光纖傳播模式概念。我 們知道，光是一種頻率極高（3×1014hz）的電磁波，當(dāng)它在光纖中傳播時(shí)，根據(jù)波動(dòng)光學(xué)、 電磁場(chǎng)以及麥克斯韋式方程組求解等理論發(fā)現(xiàn)： 當(dāng)光纖纖芯的幾何尺寸遠(yuǎn)大于光波波長(zhǎng)時(shí)，光在光纖中會(huì)以幾十種乃至幾百種傳播模式 進(jìn)行傳播，如tmmn模、temn模、hemn模等等（其中m、n=0、1、2、3、??）。 其中he11模被稱為基模，其余的皆稱為高次模。 1）多模光纖 當(dāng)光纖的幾何尺寸（主要是纖芯直徑d1）遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于光波波長(zhǎng)時(shí)（約1μm），光纖中會(huì)存 在著幾十種乃至幾

前言： 最近有人咨詢薛哥關(guān)于單模光纖和多模光纖方面的知識(shí)？什么是單模光纖？什么是多模光纖？如何選擇這兩 種光纖呢？ 正文： 1、什么是單模與多模光纖？他們的區(qū)別是什么？ 單模與多模的概念是按傳播模式將光纖分類──多模光纖與單模光纖傳播模式概念。我們知道，光 是一種頻率極高（3×1014hz）的電磁波，當(dāng)它在光纖中傳播時(shí)，根據(jù)波動(dòng)光學(xué)、電磁場(chǎng)以及麥克斯韋式 方程組求解等理論發(fā)現(xiàn)： 當(dāng)光纖纖芯的幾何尺寸遠(yuǎn)大于光波波長(zhǎng)時(shí)，光在光纖中會(huì)以幾十種乃至幾百種傳播模式進(jìn)行傳播， 如tmmn模、temn模、hemn模等等（其中m、n=0、1、2、3、??）。 其中he11模被稱為基模，其余的皆稱為高次模。 1）多模光纖 當(dāng)光纖的幾何尺寸（主要是纖芯直徑d1）遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于光波波長(zhǎng)時(shí)（約1μm），光纖中會(huì)存在著幾十種 乃至幾百種傳播模式。不同的傳播模式具有

光纖分為多模光纖和單模光纖。 多模光纖分為階躍型多模光纖和梯度型多模光纖。 階躍型多模光纖---芯玻璃的折射率n1必須大于包層玻璃折射 率n2，在 玻璃與包層玻璃的界面上折射率呈階躍增大，且各自恒定不變， 這光纖結(jié)構(gòu)最 單，制作最容易，但模色散大，帶寬窄，已經(jīng)很少使用。 梯度型多模光纖---采用芯玻璃折射率自光纖芯軸最大n1處逐 漸減小至包層玻璃界面處n2的折射率分布做成精確的拋物線狀 （g=2）時(shí)，這種光纖減小了模色散， 提高了帶寬。 單模光纖有g(shù)652、g653、g654、g655、g656等類型。 單模光纖的纖芯直徑8-9um,外徑125um。 g652光纖---最長(zhǎng)用的是簡(jiǎn)單階躍匹配包層型和簡(jiǎn)單階躍下凹內(nèi) 包層型。 簡(jiǎn)單匹配包層型光纖性能稍差，一般采用參雜ge來(lái)提高纖芯折 射率，參雜過多會(huì)因材料色散損耗增加光纖的衰減，因此相對(duì)折 射率差△偏低（約為

單模光纖和多模光纖(“模”是指以一定角速度進(jìn)入光纖的一束光)。 單模采用激光二極管ld作為光源，而多模光纖采用發(fā)光二極管led為光源。 多模光纖(multimodefiber)：中心玻璃芯較粗(50或62.5μm)，可傳多種模式的光。但其模間色散較大， 這就限制了傳輸數(shù)字信號(hào)的頻率，而且隨距離的增加會(huì)更加嚴(yán)重。多模光纖的芯線粗，傳輸速率低、距離 短，整體的傳輸性能差，但成本低，一般用于建筑物內(nèi)或地理位置相鄰的環(huán)境中; 單模光纖(singlemodefiber)：中心玻璃芯很細(xì)(芯徑一般為9或10μm)，只能傳一種模式的光。其模間 色散很小，適用于遠(yuǎn)程通訊，但還存在著材料色散和波導(dǎo)色散，這樣單模光纖對(duì)光源的譜寬和穩(wěn)定性有較 高的要求，即譜寬要窄，穩(wěn)定性要好。單模光纖的纖芯相應(yīng)較細(xì)，傳輸頻帶寬、容量大、傳輸距離長(zhǎng)，但 需激光源，成本較高，通常

多模光纖和單模光纖區(qū)別 1、多模光纖是光纖通信最原始的技術(shù)，這一技術(shù)是人類首次實(shí)現(xiàn)通過光纖來(lái)進(jìn)行通信的 一項(xiàng)革命性的突破。 2、隨著光纖通信技術(shù)的發(fā)展，特別是激光器技術(shù)的發(fā)展以及人們對(duì)長(zhǎng)距離、大信息量通 信的迫切需求，人們又尋找到了更好的光纖通信技術(shù)----單模光纖通信。 3、光纖通信技術(shù)發(fā)展到今天，多模光纖通信固有的很多局限性愈發(fā)顯得突出： ①、多模發(fā)光器件為發(fā)光二極管（led），光頻譜寬、光波不純凈、光傳輸色散大、傳輸距 離小。1000mbit/s帶寬傳輸，可靠距離為255米(m)。100mbit/s帶寬傳輸，可靠距離為2 公里(km)。 ②、因多模發(fā)光器件固有的局限性和多模光纖已有的光學(xué)特性限制，多模光纖通信的帶寬最 大為1000mbit/s。 4、單模光纖通信突破了多模光纖通信的局限： ①、單模光纖通信的帶寬大，通?？蓚?00gbi

為了設(shè)計(jì)最優(yōu)光纖耦合系統(tǒng),利用高斯模場(chǎng)近似單模階躍光纖的模場(chǎng)和大模面積光子晶體光纖的模場(chǎng),推導(dǎo)出了理想情況下空間激光與這兩種光纖的耦合效率解析表達(dá)式以及光纖端面相對(duì)于耦合系統(tǒng)存在橫向偏移和端面傾斜時(shí)的耦合效率解析表達(dá)式?；谏鲜隼碚摫磉_(dá)式計(jì)算了空間激光與光纖的耦合效率,并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了此理論表達(dá)式的有效性。理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)均證實(shí)了單模階躍光纖對(duì)于橫向偏移更敏感,當(dāng)橫向偏移量等于單模光纖的纖芯半徑時(shí)所對(duì)應(yīng)的耦合效率只有20.25%,為理論最大值的1/4;而大模面積光子晶體光纖對(duì)于端面傾斜更加敏感,當(dāng)端面傾斜2°時(shí)對(duì)應(yīng)的耦合效率只有40.5%,為理論最大值的1/2。所提出理論表達(dá)式和實(shí)驗(yàn)方法完全可以為設(shè)計(jì)光纖耦合系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的參數(shù)。

光纖通信的特點(diǎn) 光纖通信以其獨(dú)特的優(yōu)越性成為當(dāng)今信息傳輸?shù)闹饕侄?，與衛(wèi)星通信、微波通信共同 支撐著全球通訊網(wǎng)，同時(shí)80﹪以上的信息在光纖中傳送，光復(fù)用技術(shù)已極大地提高了網(wǎng)絡(luò) 的傳輸容量，而全光傳送網(wǎng)將是光纖通信技術(shù)的發(fā)展方向。 1、巨大的傳輸容量 這是光纖通信優(yōu)于其他通信的最顯著特點(diǎn)?，F(xiàn)在光纖通信使用的頻率為1014—1015hz 數(shù)量級(jí)，比常用的微波頻率高104—105倍，因而信息容量理論上比微波高出104—105倍。 梯度多模光纖每公里帶寬可達(dá)數(shù)ghz，單模光纖帶寬可達(dá)數(shù)百thz數(shù)量級(jí)。 注：（1t=103g=106m=109k=1012單位常量） 2、極低的傳輸衰耗 多模光纖在850nm波長(zhǎng)下的衰減系數(shù)為0.8—2.0db/km，在1300nm波長(zhǎng)下的衰減系數(shù) 為0.8—1.5db/km；單模光纖在1310nm波長(zhǎng)下的衰減系數(shù)為

光纜---藍(lán),橘,綠,棕,灰,白,紅,黑,黃,紫,粉,青.. 2種顏色一對(duì).最遠(yuǎn)端用前最近芯,最近用最后兩芯. 一般情況下是按紅頭綠尾的方式來(lái)區(qū)分的。 例如：紅束管邊上的第一根白色束管稱第一組。第二根是第二組。以 次類推。纖芯順序一般情況下：藍(lán)、橙、綠、棕、灰、白、紅、黑、 黃、紫、粉、青。有的光纜會(huì)有“本”色芯。 電纜---a(主）序：白，紅，黑，黃，紫 b（副）序：藍(lán)，橙，綠，棕，灰 主副組合共組成25對(duì)線，白藍(lán)為第一對(duì)線，依次為序，紫灰為第25 對(duì)線。大對(duì)數(shù)電纜采用以上顏色組合的色帶捆扎小線序 如何區(qū)分單模光纖與多模光纖 室外光纜可以從標(biāo)識(shí)上區(qū)分如下： gyxtw-4b1 gyxtw為光纜型號(hào)，意為標(biāo)準(zhǔn)中心束管式光纜 4代表此條光纜為4芯 b1代表此光纜采用的是單模g.652b光纖 gyts-8b4 gyts為光纜型號(hào)，意為標(biāo)準(zhǔn)

目前許多光纜產(chǎn)品的參數(shù)中，往往光纖寬帶這一名詞使用mhz.km為 單位。理論上，光纜的帶寬可以做到無(wú)窮大，為什么還要有光纖帶寬 一說(shuō)呢？單位不是常見的mhz而是mhz與長(zhǎng)度km的乘積？ 光纖接入作為一種傳輸?shù)妮d體，其本身具有高帶寬、低重量、長(zhǎng)距離 的優(yōu)點(diǎn)但是光纖的主要材料是二氧化硅，和常見的玻璃是同一種材 料，和真空相比，不同的波長(zhǎng)、經(jīng)過不同的傳輸路徑，到達(dá)接收端時(shí) 肯定會(huì)有時(shí)間差，這個(gè)時(shí)間差帶來(lái)的影響就是色散，雨后的彩虹也是 同樣的道理。多模光纖與單模光纖相比，具有較粗的纖芯直徑，意味 著光信號(hào)的傳輸途徑較多，帶來(lái)的結(jié)果便是嚴(yán)重的模式色散，多模光 纖的光發(fā)射器光波長(zhǎng)較寬，色散比較嚴(yán)重，因此傳輸距離較近。單模 光纖的纖芯直徑較小，光信號(hào)的傳輸途徑很少，模式色散較小，激光 發(fā)射器的光純度較高，因此傳輸距離較遠(yuǎn)?？紤]到多模光纜的傳輸距 離和光發(fā)射器、插接件等光纖

為了計(jì)算半錐形多模光纖和半導(dǎo)體激光器的耦合效率,并分析影響耦合效率的因素,在考慮光線在錐面上多次反射、反射損耗、透射損耗以及波導(dǎo)的耦合條件的情況下,采用改進(jìn)后的光線追跡法計(jì)算了不同錐角或不同錐長(zhǎng)、以及兩者發(fā)生相對(duì)平移或傾斜的情況下,無(wú)包層半錐形多模光纖和半導(dǎo)體激光器之間的耦合效率。模擬結(jié)果表明,當(dāng)半錐寬度取適當(dāng)值時(shí),錐角對(duì)耦合效率的影響弱化了;耦合效率對(duì)相對(duì)平移比較敏感,而對(duì)相對(duì)傾斜有著很高的冗余度。這對(duì)實(shí)際工作中提高耦合效率具有指導(dǎo)意義。