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激光成像系统中高耦合效率单模光纤耦合器设计
  • ISSN号:1007-2276
  • 期刊名称:《红外与激光工程》
  • 时间:0
  • 分类:TN25[电子电信—物理电子学] TN958.98[电子电信—信号与信息处理;电子电信—信息与通信工程]
  • 作者机构:[1]电子科技大学物理电子学院,四川成都610054
  • 相关基金:国家自然科学基金(11004024);中央高校基本科研业务费专项资金(ZYGX2010)(011);高等学校博士学科点专项科研基金(20100185120026)
中文摘要:

在三维激光成像系统中,其性能表现绝大部分决定于器件接收背反射光能幅度的大小,以及耦合器中空间光到光纤纤芯的光耦合效率的高低。为了增加耦合器中激光能量到纤芯内的耦合效率,提出了一种新型非球面透镜到锥形光纤头的耦合器的设计,得到了该耦合器中耦合效率的解析表达式。通过优化耦合透镜的倒相对孔径,对应波长为1310nm和1550nm的最大耦舍效率分别为81.80%and81.90%,此时的倒相对孔径分别为0.280和0.292。与通常耦合器中的耦合效率相比较,其最大耦合效率没有下降,而相应的倒相对孔径增加较大。另外,还分析了透镜一纤芯对准错位的影响,结果表明,随着对准错位的增加,耦合效率急剧下降。

英文摘要:

In three-dimensional (3-D) imaging lidar system, the performance of the device is largely determined by the received signal magnitude of the back scattered laser energy, and the coupling efficiency of light from laser into optical fiber. In order to enhance the coupling efficiency of the light energy into fiber core, a novel design of light coupler with the aspheric lens and cone-shaped fiber head in 3-D imaging lidar system was proposed. The modification of the coupling efficiency formula was derived. By optimizing the reciprocal of relative aperture of coupling lens, the maximum coupling efficiencies of 81.80% and 81.90% in wavelength of 1 310 nm and 1 550 nm were achieved when the reciprocal of relative aperture of lens are 0.280 and 0.292 respectively. Comparing to the unrevised coupling efficiency, the revised maximum coupling efficiency does not decrease much, but the corresponding reciprocal of relative aperture increases more. In addition, the influence of the lens and fiber head on the error alignment was analyzed, and the result shows that the coupling efficiency gets down rapidly with the alignment errors increasing.

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期刊信息
  • 《红外与激光工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国航天科工集团
  • 主办单位:天津津航技术物理研究所
  • 主编:张锋
  • 地址:天津市空港经济区中环西路58号
  • 邮编:300308
  • 邮箱:irla@csoe.org.cn
  • 电话:022-58168883 /4/5
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-2276
  • 国内统一刊号:ISSN:12-1261/TN
  • 邮发代号:6-133
  • 获奖情况:
  • 1996年获航天系统第五次科技期刊评比三等奖,1998年获航天系统第六次科技期刊评比二等奖,1997-2001年在天津市科技期刊评估中被评为一级期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:17466