技术问答

发布日期:2020-10-22 14:50:33   来源 : unknown    作者 :unknown    浏览量 :420
unknown unknown 发布日期:2020-10-22 14:50:33  
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1、对于一般的多模光纤来说,弯曲对光纤损耗的影响有什么规律呢?

答:对于一般的多模光纤来说(1)当弯曲半径R是光纤半径r的100倍以上时就可以不考虑弯曲损耗了;(2)光纤弯曲促进了光束模式间的混合,在R足够大的情况下,弯曲半径越小,光斑内的能量分布越均匀,截面曲线越平滑。同样直径的光纤,当光纤弯曲半径相同时,数值孔径越大弯曲损耗越小。


2、激光能量通过单透镜耦合进光纤时,耦合效率取决于哪些条件?

答:用透镜耦合元件的耦合效率取决于三个条件:(1)激光束通过透镜聚焦后光束腰斑半径必须小于光纤的纤芯半径;(2)选择合理的透镜焦距,使光束的发散角小于光纤的数值孔径角;(3)透镜的通光孔径一般要比光束直径大一倍,以减少衍射损耗。


3、圆锥形光纤两端的数值孔径角一样吗?

答、不一样,大端的孔径角小,小端的孔径角大。当从大端向小端传播时,对于同一光线来说使其传播模式从低次模向高次模转变,导致全反射条件被破坏,部分高次模泄露出光纤造成损耗。光线从锥形光纤小端向大端传播时,光线传播模式由高次模向低次模转变,光纤纤芯包层界面的入射角越来越大于临界角,大部分能量集中在纤芯中传播。


4、影响光纤传输激光能量效率的因素有哪些?

答:影响光纤传能效率的因素有:入射光束的参数、光纤端面的粗糙度、光纤的芯径、光纤的长度、光纤的径向折射率分布、光纤的弯曲、入射光束与光纤的耦合连接等。


5、什么是光学不变量

光学不变量是光学成像的一条基本定律。在一个只由透镜构成的光学系统中,像的尺寸与光束和光轴之间夹角的乘积是一个常数,称之为光学不变量。

这个结果对任意个数的透镜都是成立的,也称之为拉格朗日不变量或史密斯-亥姆霍兹不变量。

这个定律基于近轴近似和理想的无像差透镜。如果考虑现实中透镜的像差,上述方程中的等号需要换成大于等于号,也就是说相差可以使这个乘积有所增加,但没有任何因素可以使它减小。


6、激光通过透镜后光斑的大小

假定ω为激光入射到透镜表面光斑的半径,λ为入射激光的波长,f为透镜焦距,当激光束正入射到透镜时,ω'为经过透镜后聚光斑的半径,那么ω'=λf/πω。实际的光斑可能因为透镜的像差、衍射等原因比通过此公式计算的光斑大。


7、光纤传输损耗率计算

光纤损耗表示的是某一波长光强信号的相对变化情况。用“dB/km”表示光信号每公里的损耗常数A,它与光纤传输率T、光纤损耗率R的关系如下:

A=-10lg(T)=-10lg(1-R)(dB/km)

其中,T=I0/Ii,R=(Ii-I0)/Ii=1-T,IiI0分别为光纤输入与输出端的光强。

例如,传输损耗为10dB,说明输出端的信号为输入端信号功率的10分之1,即传输损耗了90%。



8、脉冲激光的能量换算

脉冲激光器的发射的激光是不连续的,发射的能量以功的单位焦耳(J)计。连续激光器发射的能量一般以瓦特(W)计量,即每秒做的功多少焦耳,表示单位时间内做功多少。1W=1J/秒。

例如1,一台脉冲激光器,脉冲发射能量1焦耳,脉冲频率50Hz,那么每秒钟激光做功的平均功率为:50x1=50(焦耳);

例如2,一台激光脉冲能量是0.1mJ/次,每次的脉宽20ns,脉冲频率100KHz。

那么,平均功率为:0.1x10-3x100x103=10J/s=10W;

峰值功率为:0.1x10-3/20x10-9=5000W


9、光纤跳线端面的粗糙度对光的反射和透射是否有影响

有影响,当光纤跳线端面不平整时,入射到光纤表面上的光线经光纤粗糙的表面的反射和透射,会造成光程差,就会影响光纤传输的稳定性。


10、什么是衍射极限

衍射极限是指一个理想的点物经过光纤系统成像,由于衍射的限制不能得到理想的像点,而是得到一个以像点为中心的夫朗和费衍射像。因为一般光学系统的口径都是圆形,夫朗和费衍射像就是所谓的艾里斑。每个物点的像是一个弥散斑,两个弥散斑靠近后就不好区分,就限制了系统的分辨率,这个斑越大,分辨率越低。这个分辨率的限制由光的衍射造成,跟成像系统的像差没有关系。衍射极限限制了系统的分辨率。


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