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在三維激光成像系統(tǒng)中,其性能表現(xiàn)絕大部分決定于器件接收背反射光能幅度的大小,以及耦合器中空間光到光纖纖芯的光耦合效率的高低。為了增加耦合器中激光能量到纖芯內(nèi)的耦合效率,提出了一種新型非球面透鏡到錐形光纖頭的耦合器的設計,得到了該耦合器中耦合效率的解析表達式。通過優(yōu)化耦合透鏡的倒相對孔徑,對應波長為1 310 nm和1 550 nm的最大耦合效率分別為81.80%and 81.90%,此時的倒相對孔徑分別為0.280和0.292。與通常耦合器中的耦合效率相比較,其最大耦合效率沒有下降,而相應的倒相對孔徑增加較大。另外,還分析了透鏡-纖芯對準錯位的影響,結果表明,隨著對準錯位的增加,耦合效率急劇下降。
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空間光-單模光纖耦合的關鍵技術是怎樣確保耦合系統(tǒng)中光纖的準確定位。基于電磁場模場匹配理論,討論了光纖偏移對空間光-單模光纖耦合效率的影響,結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,討論結果有助于空間光-單模光纖耦合器件的優(yōu)化設計。
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