光斑法测光纤NA.ppt

成员：陈俊 指导老师：张森,2010年5月27日,光斑法测光纤孔径,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,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,1.最大理论数值孔径NAth,2.远场数值孔径NAff,数值孔径,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：,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,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,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；,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,1.打开半导体激光器电源，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,2.测试输出孔径角 （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,3.计算光纤数值孔径： 4.光掉He-Ne激光器电源，实验结束。,THANKS,