如何将聚焦透镜聚焦后的高斯光斑入射进入光纤从而进行光纤耦合

安久七生

本人今年刚入门光学设计，老师要求我做一个光纤耦合系统，我对照论坛中的光纤耦合相关案例进行了模拟，但是在将聚焦透镜聚焦后的高斯光斑入射进入光纤从而进行光纤耦合这个问题上碰到了问题，有人可以解答一二吗？聚焦透镜采用什么样的参数以及在将光线聚焦进光纤中需要注意哪些问题呢？

大大大大大任

系统有什么参数要求，什么光源，光纤芯径及NA值多少，具体遇到了什么问题？需要清晰描述之后大家才好给意见，目前太笼统了。

安久七生

大大大大大任 发表于 2022-2-21 08:22
系统有什么参数要求，什么光源，光纤芯径及NA值多少，具体遇到了什么问题？需要清晰描述之后大家才好给意见 ...

也没有特定的要求，只是想了解一下有没有类似或者相关的例子，即聚焦透镜将光线聚焦到光纤然后进行光纤耦合的例子，毕竟刚入门想吸取一些前辈们的经验

草绒

首先，光耦合器件有三種類型，光纖型，微器件型，波導型。每種方法的原理各有差異，樓主最好自行百度，可以講大半天，要注意的是，耦合器都是有損耗的。聚焦高斯光斑的透鏡自然是自由曲面最好，理想准直光才能在光纖内減小損耗。
總之，減小損耗最重要。

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thorlabs上有一些非球镜头和光纤准直器可以看看，都有提供zemax文件，都可以作为光纤耦合镜头，选型透镜主要注意NA，透镜的NA≤光纤的NA，还有聚焦之后的点列斑大小要小于光纤芯径。多模和单模光纤都稍有不同，可参考附件

安久七生

Follow 发表于 2022-2-21 16:02
thorlabs上有一些非球镜头和光纤准直器可以看看，都有提供zemax文件，都可以作为光纤耦合镜头，选型透镜主 ...

非常感谢！但是我想主要了解光纤前的聚焦透镜和光纤的关系，即如何设计一个集光源、聚焦透镜、光纤耦合一体的一个系统。

安久七生

草绒 发表于 2022-2-21 14:42
首先，光耦合器件有三種類型，光纖型，微器件型，波導型。每種方法的原理各有差異，樓主最好自行百度，可以 ...

非常感谢您的回复！

草绒

樓主，你可以嘗試一下用平凸透鏡或柱面鏡來准直激光光斑，用球透鏡來充當耦合器。類似如下光路，入射平行光束的直徑和球透鏡直徑的比率定義為 d/D。隨著比率的增加，後焦距亦增加。

moon3

安久七生 发表于 2022-2-22 09:47
非常感谢！但是我想主要了解光纤前的聚焦透镜和光纤的关系，即如何设计一个集光源、聚焦透镜、光纤耦合一 ...

聚焦后的光斑可以看作一个正方形，和光纤截面的关系如图所示。根据几何关系，光斑半径小于芯径的1/根号2。