当前课程知识点：光电仪器设计 > 辅助内容：光学实验基本技能 > A5 光纤耦合 > A5 光纤耦合
大家好 现在给大家介绍
把自由空间的光束
耦合进单模光纤的方法
这是非常实用的一项技能
因为在光学实验当中会经常用到
屏幕上显示的是耦合系统基本光路图
一般我们会考虑
让自由空间的光束
经过一个反射镜
入射到这个单模光纤
相连的准直透镜上
然后通过调节反射镜的角度
调整光束打在准直透镜上的光斑位置
然后再来通过调整准直透镜的姿态
来改变光束的入射角
从而来实现耦合
那么实际的操作是不是这么简单呢
我们来看下面的演示
同学们好 下面咱们来介绍
把一个自由空间光束耦合进光纤的方法
那么这儿有氦氖激光
输出的一个自由空间光束
要把它耦合进这样一根单模光纤
在单模光纤的一端我们已经把它
接入了一个耦合的透镜
现在就是要把这个自由空间的光
打到这个耦合透镜上
然后让它耦合进这个单模光纤
那么大家知道单模光纤的纤径非常细
数值孔径也很小
所以它对入射光束的角度
有非常苛刻的要求
那么下面我们看一下
我们把这个耦合透镜放到光路当中
让这个自由空间的光束
打到这个耦合透镜的中心位置
但是我们可以观测一下
光纤的另外一头
并没有任何的光强输出
这就表明要把光耦合进光纤
并不是简单地
把透镜放到光路当中就可以
那么下面我们来介绍一种
专门的调节方法
我们借助一台这样的辅助激光器
然后在光纤的另外一端
接入这样一个辅助激光器
打开辅助激光
这样这个辅助激光就通过光纤
然后通过这个耦合透镜输出了
那我们在光路当中来看
就能够看见两个光斑
一个光斑
是由这个自由空间输出的
现在我把它挡住
这个自由空间的光斑大家可以看到
现在是被我的手挡住了
然后另外一个
是通过这个耦合透镜输出的
大家可以看一下
我现在挡住了耦合透镜输出的光束
那么现在我们的目的是要让
这个辅助激光
通过耦合透镜输出的这个光束
和我们要
耦合的这个自由空间的光束
让它们在空间当中重合
要让两束光重合
这个大家已经比较熟悉了
我们要在近端跟远端让两个光斑重合
那么首先我们来看
靠近耦合透镜这个近端
近端的时候我们可以调整
反射镜的角度
让两个光斑重叠
在调节的过程当中
可以不断地去遮挡光束
来观测两个光斑的位置
现在大家可以看到近端的两个光斑
已经基本上是重合的了
然后我们现在再来观测远端
在远端这两个光束现在是分开的
然后我们现在调节耦合透镜的角度
大家能看到这两个光斑在慢慢地靠近
现在两个光斑基本上是重合的了
那么下面我们来观测一下
从光纤的另外一端有没有光输出
取下辅助激光器
然后让光纤这一端
打到这个屏上
现在这个光特别特别的弱
大家看不见
然后我们再对耦合镜的角度
进行一个微调
那么大家现在可以看到
这个光强越来越强了
然后再对另外一个维度进行微调
现在可以看到光更强了
那么在这儿我们是通过
屏上这个光强来观测
你也可以让光打到探测器上
或者功率计上
通过示波器或者功率计的读数
直接来判断光强达到最大值
通过对耦合透镜角度的优化
来实现这样一个
耦合光强的最大值的优化
就完成了这样一个耦合的过程
下面我们来做一个简单的总结
在把自由空间光束
耦合进单模光纤的时候
我们采用的是
用一个辅助激光的方法
在光纤输出的另外一端
接入辅助激光
然后根据光路可逆的原则
让辅助激光
通过这段光纤输出的光束
和你要耦合的这个光束
在空间当中合光
合光之后 你就会发现
自由空间的光
能成功地耦合进光纤
然后你再观测
光纤另外一端输出的光强
微调耦合透镜的角度
来实现光强的最大
完成这样一个耦合的优化
这样我们就完成了自由空间光
到光纤的耦合的过程
今天的介绍就到这儿
-1.1 为什么要学光电仪器设计
-1.2 课程简介
--1.2 课程简介
-1.3 学习方法和课程要求
-2.1 误差基本概念
-2.2 误差表示方法
-2.3 实验设计方法
-2.4 误差分析实例
-2.5 仪器误差分配
-第2章-仪器误差分析与分配-练习题
-3.1 什么是阿贝误差
-3.2 阿贝误差的补偿
-3.3 工程应用中如何补偿阿贝误差
-3.4 光学自适应原则
-第3章-光电仪器设计原则-练习题
-A1 走进光学实验室
-A2 调整光线与导轨平行
-A3 针孔滤波和光束的扩束准直
-A4 干涉实验
--A4 干涉实验
-A5 光纤耦合
--A5 光纤耦合
-4.1 泰曼格林干涉仪与双频干涉仪
-4.2 双频干涉仪的位相测量方法
-4.3 双频激光干涉仪的组成与使用
-4.4 神奇的角锥棱镜和猫眼反射镜
-4.5 平面镜干涉仪
-4.6 几何量测量用干涉仪
-4.7 干涉仪安装
-访谈 双频激光干涉仪开发过程中的点点滴滴
-4.8 菲索面形测量干涉仪
-4.9 面形测量干涉仪新进展
-4.10 菲索干涉仪使用
-第4章-干涉仪-练习题
-5.1 光谱仪分类与指标
-5.2 与能量相关的指标
-5.3 全息光栅色散型光谱仪
-5.4 中阶梯光栅色散型光谱仪
-5.5 傅立叶变换光谱仪
-5.6 傅立叶变换光谱仪的参数计算
-5.7 外差型傅立叶变换光谱仪
-5.8 空间调制傅立叶变换光谱仪
-5.9 原子吸收分光光度计使用
-5.10 紫外分光光度计使用
-访谈 浅谈国产光谱仪的发展
-第5章-光谱仪-练习题
-6.1 显微镜发展历史
-6.2 典型显微图像及其功能
-6.3 显微镜的基本结构
-6.4 显微镜成像原理、放大率及分辨率
-6.5 物镜和目镜、成像像差
-6.6 光源和滤波片、照明方式
-6.7 显微镜的操作方法
-6.8 超高分辨率受激发射耗损（STED）显微镜技术
-6.9 相衬显微成像技术
-访谈 国产显微镜发展历程
-访谈 显微镜最新发展趋势
-第6章-显微镜-练习题
-7.1 飞秒激光频率梳
-7.2 飞秒光梳测距1
-7.3 飞秒光梳测距2
-7.4 飞秒光梳光谱分析
-7.5 激光跟踪仪原理
-访谈 激光跟踪仪的发展和应用
-7.6 激光跟踪仪的功能演示
-第7章-光电仪器新进展-练习题
-8.1 标准器概述与光波波长
-8.2 标尺和度盘
-8.3 莫尔条纹的几何解释
-8.4 莫尔条纹的衍射光学解释
-8.5 光栅读数头
-8.6 光栅尺参数设计和误差
-第8章-标准器-练习题
-9.1 横纵向瞄准
-9.2 读数测微系统
-9.3 光电瞄准
--9.3 光电瞄准
-9.4 纵向定位概述和共焦法
-9.5 其他纵向定位方法
-第9章-横纵向瞄准-练习题
-B1 相机原理与摄影入门
-B2 相机的变焦和对焦技术
-B3 单反相机的基本操作
-B4 复杂场景下的拍摄技巧
-B5 浅谈构图和后期处理
-课程总结
--课程总结
-期末答疑
-考试--期末考试
