将光耦合进入单模光纤的最佳工作距离

摘要

 

光纤是现代光学系统中最通用的部件之一。它们最重要的特点之一是它们能够在远距离（甚至几公里）内以极低的损耗传输光能。另一方面，以一种能够达到尽可能高的效率的方式将光耦合到光纤中通常是一项非常精细的需求：例如，良好的匹配是至关重要的。在这个例子中，我们选择了一个商用的镜头，并展示了如何找到最佳的工作距离，以实现最大的耦合效率。我们尤其证明了通过场追踪发现的最佳工作距离不同于由几何光学预测的透镜的焦距。
 

建模任务

 

 

·将光纤端放在透镜后面的几何光学焦平面上是最佳的解决方案吗？

·如何找到最佳的工作距离，以达到最大的耦合效率？

 

系统构建模块-导入的镜头文件

 

镜头系统，例如本应用中的耦合镜头，可以由用户从头开始设计，也可以从制造商提供的参数中导入。
 

系统构建模块-光纤效率探测器

 

单模光纤耦合效率检测器将效率计算为输入场和光纤的（单）特征模的归一化重叠积分。请注意，顾名思义，这种检测器只适用于单模光纤。
 

总结——元器件

 

 

几何光学焦距下的场追迹分析

 

首先利用VirtualLabFusion中的场追迹找到球形透镜的焦距。

VirtualLabFusion中的场追迹提供了对系统中任何期望平面上的完整场信息的访问。

 

在最佳工作距离下的分析

 

耦合效率最高的焦点的形状与光纤模式相似。
 

VirtualLab Fusion技术

  

 

文档信息

 

拓展阅读
- 光纤耦合器中不同镜头的比较

- 光纤耦合透镜的参数化优化