《光斑法测光纤NA》PPT课件.ppt

成员 陈俊指导老师 张森 2010年5月27日 光斑法测光纤孔径 实验目的 1学会光纤端面处理技术2学会光斑的调试 掌握光纤与光源的耦合方法3了解并掌握远场光斑测量光线数值孔径的方法4了解光纤数值孔径的物理意义 实验目的 一数值孔径定义 数值孔径是多模光纤的一个重要光学参数 它表征多模光纤集光能力大小及与光源相和难易程度 同时对连接损耗 微弯损耗 宏弯损耗 衰减温度特性和传输带宽都有影响 通常 根据折射率分布测量方法将数值孔径定义如下 根据光纤折射率分布得出的最大理论数值孔径定义 n1 光纤芯的最大折射率N2 包层的折射率 实验原理与装置 1 最大理论数值孔径NAth 2 远场数值孔径NAff 数值孔径 2 远场数值孔径NAff远场数值孔径是通过测量光纤远场分布确定的 远场数值孔径NAff的定义为光线远场辐射图上光强下降到最大5 的半角的正弦值 3 NAth与NAff之间的关系NAth与NAff之间的关系与测量波长有关 测量远场光强分布大多在850nm波长上进行 而测量折射率分布通常则在540nm或633nm波长上进行 对于这些波长 它们间的关系如下 步骤 将几根光纤成股扎在一起 由于光纤直径比较小 单根处理不仅效率低而且端面质量不好 端面研磨 一般都要经过二道基本工序 粗磨 精磨 端面抛光 对于光纤应用而言 比如光纤传感和光纤照明 光纤端面抛光非常重要 塑料光纤端面处理 端面研磨方法 把砂纸放在平整的水平面上 一手那光纤 另一手按住砂纸 使端面与砂纸垂直 然后研磨光纤 纤粗磨再精磨 要求光纤轨迹是圆 并且先顺 逆 时针后逆 顺 时针运动 端面抛光把抛光材料放在平整的水平面上 一手拿光纤 另一手拿抛光材料表面 使端面与抛光材料表面垂直 然后抛光光纤 要求光纤轨迹是圆 并且先顺 逆 时针后逆 顺 时针运动 端面处理方法 实验步骤 打开半导体激光器电源 校正实验系统 测试输出孔径角 计算光纤数值孔径 关掉He Ne激光器电源 实验结束 实验装置 半导体激光器及电源 读数旋转平台 光纤微调架 游标卡尺 观察屏实验系统如下图 测量步骤 对上图做粗略的估测 在暗室中将光纤出射的远场通过坐标格投影到观察屏上 测量出射光纤到观察屏的距离L和光斑直径D而求得 测量方法 1 打开半导体激光器电源 校正实验系统 1 调整半导体激光器 使激光束平行于实验台前 2 调整旋转台 使半导体激光器发出的激光束通过旋转轴线 3 取待测光纤 处理光纤两端面之后 一端经旋转台上的光纤微调架与激光束耦合 另一端对准观察屏 4 调节光纤微调架上的聚焦透镜 使透镜出光光速尽可能细 且使光束耦合进入光纤 5 仔细调整5维光纤微调架 使光纤端面准确位于旋转台轴心线上 并辅助调节调节架各部分装置 是光纤输出功率最大 衡量标准是观察屏上出现一个很亮 圆形 红色光斑 6 当光纤出光端比较亮时 不要长时间直视光纤出光端 以免伤害眼睛 实验步骤 2 测试输出孔径角 1 固定光纤输出端 2 置遮光屏距光纤输出端L处 则在遮光屏上显示出光纤输出光斑 其直径为D 3 用游标