多模光纖到單模光纖耦合的設計及研究.pdf

1、在爆轟與沖擊波實驗中，瞬態(tài)速度的測量將為實驗提供極為重要的參數(shù)。采用全光纖位移干涉技術(shù)的激光干涉測速系統(tǒng)由于高精度，結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕等諸多優(yōu)勢，成為沖擊波與爆轟試驗中速度測量系統(tǒng)的重要發(fā)展方向。而其中全光纖激光干涉測速儀器中的多-單模光纖耦合成為影響數(shù)據(jù)采集的最為重要的因素。如何提高多-單模光纖的耦合效率直接影響最后的測試精度。
　　本文通過對系統(tǒng)中損耗、耦合等進行研究和分析，對多模光纖到單模光纖耦合系統(tǒng)的架構(gòu)、系統(tǒng)性能以

2、及最后的數(shù)據(jù)進行了分析和研究。同時在分析了各種耦合方法的優(yōu)缺點后，最終提出組合透鏡的方法來完成這個多模光纖到單模光纖耦合的耦合系統(tǒng)。
　　首先我們分析了光纖耦合時所存在損耗對其造成的影響。同時，我們對單模光纖間的相互耦合、多模光纖出射光場的光束及光強做了基本的了解及分析，為后面的多-單模光纖耦合系統(tǒng)的架構(gòu)打下基礎。
　　其次，通過對耦合器件自聚焦透鏡及球透鏡的分析及研究，設計并研制出了多模光纖到單模光纖耦合系統(tǒng)的雛形。先使用

3、自聚焦透鏡來匯聚從多模光纖出射光的束腰半徑的大小，再通過使用球透鏡來減小進入單模光纖前光束的發(fā)散角。通過這樣的一個多-單模耦合系統(tǒng)可以極大的提高多模光纖到單模光纖的耦合效率。
　　最后，通過調(diào)節(jié)多模光纖到自聚焦透鏡的距離及自聚焦透鏡到球透鏡的距離來得到不同的耦合效率。通過數(shù)據(jù)對比分析，得出最好的耦合效率數(shù)值及此時各個耦合器件之間的距離。當多模光纖距離自聚焦透鏡為1.87 mm，自聚焦透鏡距離帶球透鏡的單模光纖為1.26 mm的時候