关于光学扩展量严重不匹配的耦合进光纤的疑问

ovo · 发表于 2025-9-28 09:41

本帖最后由 ovo 于 2025-9-28 09:47 编辑

举个例子假设光源发光面1.5mmx1.5mm，角度120，耦合进50μm，0.22na的光纤内，光纤直接插在光源上和透镜耦合会有多大差别

ovo · 发表于 2025-9-28 09:42

补充说明：光源为白光

rcpk58 · 发表于 2025-9-28 11:01

发散角120°这么大，直接耦合肯定耦合效率非常低，0.1%以下，发射和接收角度差异太大，导致光纤进光无法满足全反射需求，都从包层折射出去了。透镜耦合的话，看你如何设计了，20%~70%都有可能，120度得先准直再聚焦。

ovo · 发表于 2025-9-28 11:39

rcpk58 发表于 2025-9-28 11:01
发散角120°这么大，直接耦合肯定耦合效率非常低，0.1%以下，发射和接收角度差异太大，导致光纤进光无法满 ...

会有这么高的效率吗，这光源的光展远大于光纤哎

诺兮 · 发表于 2025-9-28 17:06

我们首先考虑能耦合入光纤的光需要满足什么条件：以足够小角度入射光纤的光。那我们首先只看光纤端口的某点，比如说圆心，假设光纤离屏幕的距离为d，那么屏幕上只有以圆心在屏幕上的投影为圆心，d*tanu为半径内的光可以入射进光纤；遍历光纤端面，也就只有屏幕上d*tanu+r（u为光纤孔径角，r为光纤半径）的光有可能进入光纤，且屏幕上这部分的光也只有很小一部分角度可以耦合进光纤。仍旧以光纤端口圆心在屏幕上的投影为例的话只有很小一部分角度（arctnan(r/d))的光可以耦合，硬要粗略估计的话d=1mm,投影圆半径=0.22mm,范围占比0.067,，然后是空间角比例用屏幕中心的话，发散角0.05/0.75=0.066，大约是4°，郎伯光源这个空间角范围内的能量占比大约是1.22%，两个乘一下就是万分之8左右，这还是按高的算的，真要积分算的话还会更低。透镜耦合的话，那肯定高的多了，没做过放大率差这么大的耦合透镜，不过应该有至少一半吧？