Fiber Coupled Laserhais txog lub laser siv iav fiber ntau doped nrog lub ntiaj teb tsis tshua muaj cov ntsiab lus raws li qhov nruab nrab nce.

Muaj ob txoj hauv kev tseem ceeb rau lub teeb liab kho qhov muag los ntawm lub laser kom nkag mus rau fiber ntau: ncaj qha coupling thiab lens coupling, thiab lens coupling muab faib ua ib leeg-lens coupling thiab multi-lens coupling. Kev sib txuas ntau dua tuaj yeem tau txais los ntawm kev siv lub lens coupling dua li kev sib txuas ncaj qha. Lub ntsiab kom zoo dua ntawm dual-lens coupling yog hais tias lub kam rau ua yuav dispersed kom lub Cheebtsam nyob rau hauv optical txoj kev yuav muaj ib tug loj dua qhov chaw.

Nov yog tsib nqe lus nug txog kev sib txuas ntawm fiber ntau

1. Thaum twg NA tuaj yeem siv los ntsuas qhov tseeb ntawm qhov txais fiber ntau?

Qhov siab tshaj plaws tau txais lub kaum sab xis ntawm lub multimode fiber ntau tuaj yeem kwv yees tau los ntawm tus lej aperture (NA), tab sis qhov kev sib raug zoo no tsis siv rau ib hom fiber ntau.Kev sib raug zoo ntawm NA thiab qhov siab tshaj plaws txais lub kaum sab xis (θmax) tuaj yeem xam los ntawm geometric optics. Saib daim duab hauv qab no rau cov qauv. Yog hais tias qhov teeb meem teeb pom kev zoo li ib txoj kab hluav taws xob, θmax sawv cev rau lub peev xwm ntawm cov fiber ntau los sau cov teeb tawm ntawm lub axis: rays (liab thiab liab) nrog qhov xwm txheej ntawm lub kaum sab xis tsawg dua lossis sib npaug rau θmax undergo tag nrho cov kev xav sab hauv (TIR) ​​ntawm lub interface nruab nrab ntawm cov tub ntxhais thiab cladding, thiab yog khi rau propagate rau pem hauv ntej hauv lub tub ntxhais. Rays nrog qhov xwm txheej Lub kaum sab xis ntau dua θmax (xiav) thaum kawg poob vim qhov cuam tshuam.

Ntau qhov xwm txheej kaum thiab hom fiber ntau

Rays nrog qhov xwm txheej Lub kaum sab xis tsawg dua lossis sib npaug rau θmax yuav raug muab ua ke rau ib qho ntawm cov kev qhia hom ntawm multimode fiber ntau. Feem ntau, qhov tsawg dua qhov tshwm sim Angle, qhov qis dua qhov kev txiav txim siab ntawm cov fiber ntau zoo siab. Feem ntau ntawm lub zog yog concentrated nyob rau hauv lub low-order mode nyob ze ntawm qhov chaw, thiab cov rays ib txwm tshwm sim excite lub lowest-order hom. Hauv qab no yog ib daim duab ntawm kev nthuav tawm ntawm ob lub multimode optical fibers.

Tib hom fiber ntau txawv

NA xam los ntawm cov qauv saum toj no tsis yog qhov tshwm sim siab tshaj plaws Lub kaum sab xis ntawm ib hom fiber ntau, yog li nws tsis tuaj yeem ua tus yam ntxwv ntawm kev txais tos kho qhov muag ntawm ib hom fiber ntau. Tsuas yog hom kev qhia qis tshaj plaws txaus siab los ntawm 0- degree teeb meem teeb meem tshwm sim nyob rau hauv ib hom fiber ntau, thiab daim duab nthuav tawm yog raws li hauv qab no.

Nws tsis yog qhov tseeb los kwv yees qhov sib txawv ntawm lub kaum sab xis ntawm ib hom fiber ntau tso tawm los ntawm NA. Nyob rau hauv rooj plaub no, lub beam diverges vim diffraction, thiab geometric optics tsis xav txog cov nyhuv no, yog li yoj optics xav tau.

2. Vim li cas MFD yog ib qho tseem ceeb parameter rau ib hom Fiber Coupled Laser?

Thaum cov nqaj propagates raws ib hom fiber ntau, nws tuav ib qho profile siv ze rau Gaussian zoo. Qhov dav ntawm qhov profile tuaj yeem ua tus cwj pwm los ntawm hom-field txoj kab uas hla (MFD), uas yog, qhov dav dav thaum qhov kev siv poob rau 1 / e² ntawm tus nqi siab tshaj. Txoj cai ntawm tus ntiv tes xoo: MFD yog li 1.15 npaug ntawm txoj kab uas hla ntawm cov tub ntxhais fiber ntau.

Qhov ze ntawm qhov teeb meem teeb meem yog rau lub teeb Gaussian, qhov sib txuas ua haujlwm ntau dua. Yog tias qhov teeb meem teeb meem yog Gaussian thiab lub duav lub duav yog sib npaug ntawm fiber ntau MFD, kev sib txuas ua haujlwm siab tuaj yeem ua tiav. Los ntawm kev hloov MFD rau hauv lub duav txoj kab uas hla hauv Gaussian beam formula, qhov sib txuas tsis tau thiab qhov sib txawv ntawm ib hom fiber ntau tuaj yeem suav tau raug.

Txiav txim siab coupling parameter

Ib hom fiber ntau tsuas muaj ib hom kev qhia, uas tuaj yeem piav qhia los ntawm Bessel muaj nuj nqi. Vim tias cov duab zoo sib xws, kev siv Gaussian muaj nuj nqi tuaj yeem ua rau cov qauv fiber ntau yooj yim thaum muab cov txiaj ntsig raug. Daim duab hauv qab no qhia txog hom kev siv qhov profile ntawm ib hom fiber ntau, uas qhov teeb meem tshwm sim tuaj yeem ua ke rau hauv cov lus qhia hom yog tias nws phim nws.

Tib hom Fiber Coupled Laser

Txhawm rau txhim kho kev sib txuas ua haujlwm ntawm ib hom fiber ntau, nws yuav tsum tau ua kom lub duav ntawm qhov teeb meem Gaussian beam nyob rau ntawm qhov kawg ntawm fiber ntau, thiab qhov kev siv ntawm lub duav thiab hom kev sib tw thiab coincide. Yog tias txoj kab nruab nrab ntawm lub duav tsis sib npaug ntawm MFD, lub nqaj siv qhov profile hloov pauv lossis sib txawv, lossis cov nqaj tsis tshwm sim axially raws cov fiber ntau, cov xwm txheej no yuav txo qhov kev sib txuas ua haujlwm.

3. NA puas tuaj yeem kwv yees qhov sib txawv ntawm lub kaum sab xis ntawm ib hom fiber ntau tso zis?

Muaj qhov yuam kev loj hauv kev kwv yees qhov sib txawv ntawm lub kaum sab xis ntawm ib hom fiber ntau los ntawm kev siv NA. Ib txoj hauv kev zoo dua yog siv Gaussian beam propagation theory. Cov qauv kwv yees rau kev xam qhov deb-field divergence Lub kaum sab xis ntawm ib hom fiber ntau yog raws li hauv qab no, thiab qhov tshwm sim yog qhov sib txawv ntawm lub kaum sab xis lossis txais lub kaum sab xis hauv radians.

Cov zis ntawm ib hom fiber ntau zoo ib yam li Gaussian lub teeb, piv txwv li, lub divergence angle xam los ntawm geometric optics muaj qhov sib txawv loj. Lub divergence Angle xam los ntawm geometric optics yog sib npaug rau arcsin (NA), uas tsuas yog siv tau rau ntau hom fiber ntau.

Ib hom fiber ntau outputs Gaussian beam. Lub Rayleigh nrug thiab kab hluav taws xob ntawm z point yog xam los ntawm ob qho qauv hauv qab no raws li.

Yog li ntawd, lub divergence Lub kaum sab xis ntawm cov zis beam ntawm ib hom fiber ntau tuaj yeem raug simulated, raws li qhia hauv daim duab hauv qab no. Pom tseeb, muaj qhov yuam kev loj hauv kev suav qhov sib txawv Angles siv NA raws li geometric optics txoj kev xav. Hauv qhov piv txwv no, NA thiab MFD yog 0.13 thiab 6.4 µm, feem. Kev khiav hauj lwm wavelength yog 980 nm thiab Rayleigh nrug yog 32.8 µm.

Raws li tuaj yeem pom los ntawm daim duab, qhov sib txawv ntawm cov nqaj tsis yog linear nyob rau hauv Rayleigh deb, tab sis tuaj yeem suav tau tias kwv yees li linear hauv thaj tsam deb. Ob lub kaum sab xis cim hauv daim duab yog xam los ntawm txoj kab nqes ntawm lawv cov nkhaus. Yog hais tias cov qauv saum toj no nyob deb ntawm qhov kwv yees siv los xam, qhov tshwm sim tau hloov mus rau lub kaum sab xis ntawm 5.61 degree, nrog qhov yuam kev me me.

4. Dab tsi yog qhov cuam tshuam rau kev sib txuas ua haujlwm ntawm ib hom fiber ntau?

Kev sib txuas ua haujlwm ntawm ib hom fiber ntau tuaj yeem txhim kho los ntawm kev kho lub kaum sab xis, txoj hauj lwm, thiab siv qhov profile ntawm qhov teeb meem nqaj. Piv txwv tias lub ntsej muag kawg ntawm lub ntsej muag yog tiaj tus thiab txuas mus rau qhov axis, lub nqaj tuaj yeem ncav cuag qhov kev sib txuas siab tshaj plaws yog tias cov xwm txheej hauv qab no tau ntsib:

• Gaussian siv profile

• Cov xwm txheej zoo ntawm lub ntsej muag fiber ntau

• Lub duav yog nyob ntawm qhov kawg ntawm cov fiber ntau

• Kho lub duav nruab nrab nrog lub hauv paus tseem ceeb

• Lub duav txoj kab uas hla yog sib npaug rau fiber ntau MFD

Lub teeb ci tuaj yeem txwv kev sib txuas ua haujlwm

Yog hais tias lub laser emits tsuas yog qis tshaj kev txiav txim transverse hom, ces cov zis yog kwv yees li ib tug Gaussian beam, uas yuav ua tau zoo ua ke rau hauv ib hom fiber ntau. Txawm li cas los xij, kev sib txuas ua haujlwm ntawm ntau hom lasers lossis cov teeb pom kev dav dav nrog ib hom fibers tsawg heev, thiab feem ntau ntawm lub teeb yuav raug xau txawm tias nws yog tsom rau ntawm qhov chaw tseem ceeb. Qhov no yog vim hais tias tsuas yog ib feem ntawm lub teeb ntawm ntau hom kev sib tw nrog ib hom fiber ntau qhia qauv, yog li cov hom ntau hom tuaj yeem muab kev sib txuas ntau dua nrog ntau hom fiber ntau.

5. Puas yog qhov siab tshaj plaws tau txais lub kaum ntse ntse ntawm ntau hom fiber ntau ruaj?

Qhov teeb meem nyob ntawm seb hom fiber ntau. Rau cov kauj ruam-index multimode fibers, qhov siab tshaj plaws tau txais lub kaum sab xis ntawm txhua qhov taw qhia ntawm cov tub ntxhais yog tib yam. Txawm li cas los xij, tsuas yog lub hauv paus tseem ceeb ntawm qhov ntsuas ntsuas qhov ntsuas multimode fiber ntau tuaj yeem muab qhov xwm txheej siab tshaj plaws. Qhov deb ntawm qhov chaw, qhov me dua qhov siab tshaj plaws tau txais lub kaum sab xis thiab qhov siab tshaj plaws tau txais lub kaum sab xis nyob ze ntawm lub cladding interface nyhav rau 0.

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