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光斑法测光纤.ppt

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光斑法测光纤.ppt

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文档介绍

文档介绍:光斑法测光纤
第1页,共12页,2022年,5月20日,4点7分,星期一
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了解光纤数值孔径光斑法测光纤
第1页,共12页,2022年,5月20日,4点7分,星期一
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
第2页,共12页,2022年,5月20日,4点7分,星期一
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
第3页,共12页,2022年,5月20日,4点7分,星期一


数值孔径
第4页,共12页,2022年,5月20日,4点7分,星期一
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:
第5页,共12页,2022年,5月20日,4点7分,星期一
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
第6页,共12页,2022年,5月20日,4点7分,星期一
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
第7页,共12页,2022年,5月20日,4点7分,星期一
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;
第8页,共12页,2022年,5月20日,4点7分,星期一
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
第9页,共12页,2022年,5月20日,4点7分,星期一
,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
第10页,共12页,2022年,5月20日,4点7分,星期一
(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)用游标卡尺准确测量L和D的值(测量多次取平均值),则得输出孔径角为

-Ne激光器电源,实验结束。
第11页,共12页,2022年,5月20日,4点7分,星期一
THANKS
第12页,共12页,2022年,5月20日,4点7分,星期一