光纤快轴准直透镜
快轴准直柱面透镜
福津光电技术有限公司开发生产的63um芯径的快轴准直透镜主要应用于单个芯片激光器产品中。根据光学设计需要，由于单芯片半导体激光器发射的激光在平行和垂直方向上带有发散角，因此在耦合入光纤之前需要光学准直，否则耦合效率很低，且容易烧坏光纤。快轴准直透镜尺寸很小但对透镜的焦距，色散和非球面精度要求很高，所以单个透镜成本一直居高不下，但是使用福津开发的光纤柱面透镜可以很好解决成本问题。
图1.半导体激光器光纤耦合示意图
光纤柱面透镜使用不同直径的玻璃光纤（高纯度，无掺杂，单纤芯无包层，高折射率光学玻璃棒）柱面镀抗反膜，一般需要把多根一定长度的玻璃光纤平行固定在夹具上，然后装载到镀膜机上，进行柱面镀膜后再将单根玻璃光纤分割成小段供单个产品使用。
图2.光纤准直透镜63um（福津光电）图3.半导体激光准直
LED准直照明的自由曲面透镜设计
LED准直照明的自由曲面透镜设计 Jin-Jia Chen, Te-Yuan Wang, Kuang-Lung Huang, Te-Shu Liu, Ming-Da Tsai, and Chin-Tang Lin 1、电气工程学院国立彰化师范大学系，士达路，彰化50074，台湾 2、光电与能源工程，明道大学，369文华路，Peetow，彰化52345，台湾 * jjchen@https://www.360docs.net/doc/b119083477.html,.tw 摘要：我们提出一个简单的镜头自由曲面设计方法应用到LED照明的准直。该方法是从 基本的几何光学分析及施工方法得出。通过使用这种方法，一个高度准直透镜与为 1.0mm ×1.0毫米LED芯片的尺寸和86.5％下的±5度的视角的光学模拟的效率构成。为了验证该透镜的实用性能，准直透镜的原型也制成，并且90.3％具有4.75度的射束角的光学效率被测量。 ?2012美国光学学会 OCIS代码：（220.2740）几何光学设计; （220.4298）非成像光学系统; （220.2945）照明设计; （230.3670）发光二极管。 参考文献 1.H. Ries and J. Muschaweck, “Tailored freeform optical surfaces,”J. Opt. Soc. Am. A 19(3), 590–595 (2002). 2.P. Benítez, J. C. Mi?ano, J. Blen, R. Mohedano, J. Chaves, O. Dross, M. Hernández, and W. Falicoff, “Simultaneous multiple surface optical design method in three dimensions,”Opt. Eng. 43(7), 1489–1502 (2004). 3.Y. Ding, X. Liu, Z. R. Zheng, and P. F. Gu, “Freeform LED lens for uniform illumination,”Opt. Express 16(17),12958–12966 (2008). 4.L. Sun, S. Jin, and S. Cen, “Free-form microlens for illumination applications,”Appl. Opt. 48(29), 5520–5527 (2009). 5.F. R. Fournier, W. J. Cassarly, and J. P. Rolland, “Fast freeform reflector generation usingsource-target maps,”Opt. Express 18(5), 5295–5304 (2010). 6.W. Zhang, Q. Liu, H. Gao, and F. Yu, “Free-form reflector optimization for general lighting,” Opt. Eng. 49(6), 063003 (2010). 7.G. Wang, L. Wang, L. Li, D. Wang, and Y. Zhang, “Secondary optical lens designed in the method of source-target mapping,”Appl. Opt. 50(21), 4031–4036 (2011). 8.V. Medvedev and W. A. Parkyn, Jr., “Screen illumination apparatus and method,”US Patent 6166860 (2000). 9.D. Weigert and D. Chin, “Spotlight with an adjustable angle of radiation and with an aspherical front lens,”US Patent 6499862 B1 (2002). 10.A. Domhardt, S. Weingaertner, U. Rohlfing, and U. Lemmer, “TIR Optics fornon-rotationally symmetric illumination Design,”Proc. SPIE 7103, 710304, 710304-11 (2008).
光纤准直器的结构与参数
?光纤准直器是光无源器件中的一个重要的组件，在光通信系统中有着非常普遍的应用。 它是由单模尾纤和准直透镜组成，具有低插入损耗，高回波损耗，工作距离长，宽带宽，高 稳定性，高可靠性，小光束发散角，体积小和重量轻等特点。可将光纤端面出射的发散光束变换为平行光束，或者将平行光束会聚并高效率耦合入光纤，是制作多种光学器件的基础器件，因此被广泛应用于光束准直，光束耦合，光隔离器，光衰减器，光开关，环行器， ＭＭ，密集波分复用器ＥＳ之中。 目录 ?光纤准直器的结构与参数 ?光纤准直器的原理 ?光纤准直器的优点 ?光纤准直器的装配 光纤准直器的结构与参数 ?光纤准直器的结构参数如图5 所示，因光纤头端面的8 度斜角，造成输出光束与准直器轴线存在夹角θ，称为点精度。图6 所示为两准直器的理想耦合情况，二者的输出光场完全重合，其间距为准直器的工作距离Zw。准直器输出高斯光束的束腰距离其端面Zw/2，束腰直径为2ωt，而高斯光束的发散角与其束腰直径成反比关系。到此我们介绍了光纤准直器的三个主要参数：工作距离、点精度和光斑尺寸。 光纤准直器的原理 ?光纤准直器的基本原理是，将光纤端面置于准直透镜的焦点处，使光束得到准直，然后在焦点附近轻微调节光纤端面位置，得到所需工作距离，因此准直器的工作距离与光纤头和透镜的间距L相关。光纤准直器的设计方法是，根据实际需求确定准直器的工作距离，依据高斯光束传输理论，确定光纤头和透镜间距L并计算光斑尺寸，然后依据光线理论计算准直器的点精度。 光纤准直器的优点 ?低插损、高回损、尺寸小 工作距离长、宽带宽
高稳定性、高可靠性 光纤准直器的装配 (1)采用斜端面插针耦合,可大大提高光纤准直器的回波损耗,当斜面倾角为8°01%增 透膜时,光纤准直器的时,光纤准直器的自聚焦透镜后端面镀反射率为0.回波损耗可达 60dB。采用斜端面插针耦合,主要是为了满足器件高回波损耗的求,角度越大,准直器的回波损耗越大。但插针的端面角度越大,准直器的插入损耗就会越大(要求是:插入损耗越小越好,回波损耗越大越好),这和准直器要求的低插入损耗矛盾,对于准直器插入损耗而言,透镜和毛细管是垂直端面最为理想。因此本文采用8°是针对环行器在这种互相制约关系下的一个折中。视应用场合不同其端面斜角可做成6°、8°、9°、11°或任何角度。 (2)透镜与光纤毛细管端面的间隙也主要是和器件高回波损耗有关,为了达到器件高回 波损耗的要求,其间隙一般大于200μm,当间隙大于200μm,器件的回波损耗值近似达到理论上最大值。但透镜和毛细管端面的间隙越大,同时会造成准直器的插入损耗增大,这又是一对矛盾,根据准直器图纸的精度要求,其间隙是0.385mm,这同时能满足高回波损耗的距离要求,也能使其插入损耗达到要求。准直器的插入损耗和回波损耗相比较而言,回波损耗更容易保证,因此在准直器装配时,以其插入损耗为检测依据,就是这个道理。
连接器选型规范要求
目录......................................................................................................... 错误！未定义书签。 1、线对板连接器 (1) 选型重点注意事项 (1) 2、板对板连接器 (3) 选型重点注意事项： (3) 常用板对板连接器： (3) 3、线对线连接器 (4) 选型重点注意事项 (4) 常用线对线连接器 (4) 4、I/O连接器 (4) 选型重点注意事项 (4) 常用I/0连接器 (5) 5、同轴连接器 (5) 选型重点注意事项 (5) 常用同轴连接器 (6) 6、非焊接端子 (6) 选型重点注意事项 (6) 常用非焊接端子 (6) 7、端子排 (7) 选型重点注意事项 (7) 常用端子排 (7) 1、线对板连接器
选型重点注意事项：
3、
6、 也称冷压端头和接头。主要使用于安全接地、交流电源输入等场合，选择圆型，U型，钩型，片型，针型端子及接头等。 端头材质使用优质铜，确保导电性能；端头表面镀锡，防氧化抗腐蚀；端头尾部焊缝处焊银，内孔制有螺纹线，以增强抗拉力。以上主要针对K.S.T端子（获UL认证和CSA认证）特点说明，端子类型较多，现对端子型号进行说明，如RVS1-4 R-----端头类型；V----端头尾部类型；S----端头宽度；1---导线截面积；4---螺栓直径。 端子与线材的连接方式主要为压接，压接是靠压力变形的方法使包围导线的压线筒重新成型，让导线永久地压接在接线端上形成良好的电气和机械连接。
准直TIR透镜Tracepro实例
准直TIR透镜的TracePro模拟过程 说明：本例只讲解我用TP的模拟过程，不是TP的使用手册之类，讲解有误或不清楚的地方请见谅。本例不讲解透镜的设计方法，请不要追问如何设计透镜。 最后提一个要求：不喜勿喷。 作者：虫洞里的猫 准直TIR透镜，是指在原点的点光源经过透镜后光线能平行出射的透镜，但由于LED的发光面都是面光源，因此LED经过此透镜后不可能是平行光出射，但其出光角度会是最小值。 本实例以已设计好的准直TIR透镜为例，逐步演示TracePro的模拟过程。 1.插入3D文件 TracePro可以打开多种3D格式的文件，最方便的是直接插入零件，但此过程只能使用.SAT格式的文件，如下图的过程。
如果你的3D文件是其它格式，如STEP等，则可以用TracePro直接打开，具体过程为：文件-打开，在打开的对话框的下拉菜单中选择合适的格式。 2.设置光源 2.1 设置档案光源 2.1.1 方法一 设置光源可以有很多方式，但最直接也最准确的是使用光源文件，在TracePro中也称为档案光源，TracePro可用的档案光源主要有.DAT或.RAY格式的。此文件可以从LED厂家的官网上下载，本实例使用的LED为CREE公司的XLamp XP-E。如下图，XP-E Cool White Optical Source Model - TracePro (zip) (42 MB)是适合TracePro使用的光源文件，其网站地址为：https://www.360docs.net/doc/b119083477.html,/LED-Components-and-Modules/Products/XLamp/Discrete-Directional/XLa mp-XPE。
光纤准直器原理
光纤准直器原理 曾孝奇 一. 模型 光纤准直器通过透镜能实现将从发散角较大（束腰小）的光束转换为发散角较小（束腰大）的光束，从而以较低损耗耦合进入其他光学器件。在这里，我们将从光纤中的出射光束认为是基模高斯光束；光纤准直器基本模型如下： 图1 光纤准直器原理示意图 其中，i q （i=0,1,2,3）为高斯光束的q 参数，q 参数定义为： ()()() z w i z R z q 211πλ-=， （1） ()z f z z R 2 +=，()2 01??? ? ??+=f z w z w ，λπ2 0w f =； （2） 图1中，i q （i=0,1,2,3）分别表示光纤端面，透镜入射面，透镜出射面，和出射光束的束腰处的q 参数，而01w 和02w 分别表示透镜变换前后的束腰；l 表示光纤端面与透镜间隔，l w 为准直器的设计工作距离。 二. 理论分析 根据ABCD 理论，高斯光束q 参数经透镜变换后， D Cq B Aq q ++= 112， （3） 而且，l q q +=01，2/32w l q q -=，12 010if w i q ==λπ，22 023if w i q ==λ π。
这样，我们可以得到经过透镜后的束腰大小： () () 2 12 01 02Cf D Cl BC AD w w ++-=， （4） 工作距离： ()()()()2 12212 Cf D Cl ACf D Cl B Al l w +++++-=， （5） 方程（5）是关于l 的二次方程，为使得l 有实根，方程（5）的判别式应该不小于零，从而我们可以得到： 1 2 1 2f C ACf BC AD l w --≤ ， （6） 方程（6）表示准直器的工作距离有上限，就是一个最大工作距离 ()() 121max /2f C ACf BC AD l w --=。此时，我们得到：C D f l - =1。 分析：不论对于何种透镜，准直器的出射光斑和工作距离都取决于透镜的传输矩阵ABCD ；对于给定的透镜，它们还跟入射光斑大小和光纤端面与透镜间的距离l 有关，也就是说，对于给定的入射光束和给定的透镜，我们可以通过在透镜焦距附近改变l 来实现不同的工作距离。在实际制作准直器当中，我们正是通过这种方法来实现不同的工作距离的。 进一步地，如果我们需要定量计算准直器的出射束腰和工作距离，需要具体知道不同透镜的ABCD 系数。对于G Lens （自聚焦透镜，通常为0.23P ），它的ABCD 矩阵为： () () () () ?? ? ? ???? ?? -=??????L A L A A n L A A n L A D C B A o o cos sin sin 1 cos ， （7） 其中，0n 透镜的透镜的轴线折射率，L 为透镜的中心厚度，A 为透镜的聚焦常数。由于G Lens 的ABCD 系数取决于0n ，L 和A ，因而，适当选择这些参数，同样能改变准直器的出射光斑大小和工作距离。 对于 C lens(厚透镜)，它的传输矩阵为：
光纤准直器原理
3) 而且， q 1 q 0 l ， q 2 q 3 l w /2， q 0 i 2 w01 if 1， q 3 i 2 w 02 2 if 2。 一 . 模型 光纤准直器通过透镜能实现将从发散角较大 (束腰小) 的光束转换为发散角 较小(束腰大)的光束，从而以较低损耗耦合进入其他光学器件。在这里，我们 将从光纤中的出射光束认为是基模高斯光束；光纤准直器基本模型如下： 其中， q i ( i=0,1,2,3 )为高斯光束的 q 参数，q 参数定义为： 图 1 中， q i (i=0,1,2,3 )分别表示光纤端面，透镜入射面，透镜出射面，和出 射光束的束腰处的 q 参数，而w 01和 w 02分别表示透镜变换前后的束腰； l 表示光 纤端面与透镜间隔， l w 为准直器的设计工作距离。 二 . 理论分析 根据 ABCD 理论，高斯光束 q 参数经透镜变换后， Aq 1 B q2 Cq 1 D ， 光纤准直器原理 曾孝奇 11 qz Rz i w 2z ， 1) 2 ， w z w 0 1 2 w 2)
这样，我们可以得到经过透镜后的束腰大小： AD BC w 02 w 01 2 Cl D 2 Cf 1 工作距离： 2 l 2 Al B Cl D ACf 12 ， （ 5） l w 2 2 2 ， （ 5） w Cl D 2 Cf 1 2 方程（ 5）是关于 l 的二次方程，为使得 l 有实根，方程（ 5）的判别式应该不小 于零，从而我们可以得到： AD BC 2ACf 1 ， w 2 ， C 2 f 1 方程（ 6）表示准直器的工作距离有上限，就是一个最大工作距离 2D l wmax AD BC 2ACf 1 / C 2 f 1 。此时，我们得到： l f 1 D 。 C 分析：不论对于何 种透镜， 准直器的出射光斑和工作距离都取决于透镜的传 输矩阵 ABCD ；对于给定的透镜，它们还跟入射光斑大小和光纤端面与透镜间的 距离 l 有关， 也就是说，对于给定的入射光束和给定的透镜， 我们可以通过在透 镜焦距附近改变 l 来实现不同的工作距离。 在实际制作准直器当中， 我们正是通 过这种方法来实现不同的工作距离的。 进一步地， 如果我们需要定量计算准直器的出射束腰和工作距离， 需要具体 知道不同透镜的 ABCD 系数。对于 G Lens （自聚焦透镜，通常为 0.23P ），它的 ABCD 矩阵为： 1 cos AL 1 sin AL n o A ， （ 7） n o Asin AL cos AL 其中，n 0 透镜的透镜的轴线折射率， L 为透镜的中心厚度， A 为透镜的聚焦常数。 由于G Lens 的ABCD 系数取决于 n 0，L 和 A ，因而，适当选择这些参数，同样能 改变准直器的出射光斑大小和工作距离。 对于 C lens （ 厚透镜 ） ，它的传输矩阵为： 4） 6） C A D B
用ZEMAX设计简易LED准直镜
用ZEMAX设计简易LED准直镜 一. 初始解的构建 1. 为了简单采用此透镜由三部分构成: A. 全反射部分, B. 折射部分, C.切除部分(这一部分在设计时也可以不考虑,可以在设计完成后再加入) 图中光束分两个部分, 一部分为折射部分,另一部分为全反射部分, 可以看出,折射部分光束为三段,全反射部分光束分为四段,由于是平行光出射, 所以在优化时只要考虑第三段就可以了. 初始数据: 1) 几何体部分 TIR部分是一个非球面透镜,中间部分是一个标准透镜(有曲率和圆锥系数),切除部分是一个圆柱体; 注意中间的透镜部分的材料为空气,因为它相当于也是被切除掉的.
2) 光源部分 我们用SOURCE RAY做为光源, 这样可以NSRA来进行优化; 光源的生成与操作数的建立按如下的MACRO可以自动生成: steps=90 incr=90/steps #max angle is 90 degree pi = 4*ATAN(1) dr = pi/180 startobj=4 For i,0,steps,1 angle = i*incr oo=i+startobj InsertObject 1,oo SetNSCProperty 1,oo,0,0,"NSC_SRAY" # surface,object,code,face,value SetNSCProperty 1,oo,3,0,2 # source inside of object 2 SetNSCPosition 1,oo,4,angle SetNSCParameter 1,oo,1,1 #layout rays SetNSCParameter 1,oo,2,1 #analysis rays tar = 0 opr = i+1 InsertMFO opr setoperand opr, 11, "NSRA" setoperand opr, 3, oo # src# setoperand opr, 6, 3 # seg# setoperand opr, 9, 1 # weight setoperand opr, 7, 5 # y coordinate setoperand opr, 8, tar # tar Next update 我们每隔一度产生一条光线,最终的结果如下, 从图中可以看出,光线都不是平行的. 这里注意要调整参数保证所有光线都大概的按预期的方向会聚!!
光纤准直器的分析和比较
文章来源: https://www.360docs.net/doc/b119083477.html,/schemes/scheme-27.htm 在自由空间型的光无源器件（如光隔离器、光环形器、光开关等）中，输入和输出光纤端面必须间隔一定距离，以便在光路中插入一些光学元件，从而实现器件功能。从光纤输出的高斯光束（实际为近高斯光束，可以高斯光束近似处理），束腰半径较小而发散角较大，两根光纤之间的直接耦合损耗对其间距极其敏感，光纤准直器扮演这样一种功能，将从光纤输出的光准直为腰斑较大而发散角较小的光束，以增加对轴向间距的容差，如图 4 所示，从图 2（c）（d）亦可看出准直器对轴向容差的改善。 光纤准直器的结构和参数 光纤准直器的结构参数如图 5 所示，因光纤头端面的 8 度斜角，造成输出光束与准直器轴线存在夹角θ，称为点精度。图 6 所示为两准直器的理想耦合情况，二者的输出光场完全重合，其间距为准直器的工作距离Zw。准直器输出高斯光束的束腰距离其端面Zw/2，束腰直径为 2ωt，而高斯光束的发散角与其束腰直径成反比关系。到此我们介绍了光纤准直器的三个主要参数：工作距离、点精度和光斑尺寸。 光纤准直器的设计方法 光纤准直器的基本原理是，将光纤端面置于准直透镜的焦点处，使光束得到准直，然后在焦点附近轻微调节光纤端面位置，得到所需工作距离，因此准直器的工作距离与光纤头和透镜的间距 L相关。光纤准直器的设计方法是，根据实际需求确定准直器的工作距离，依据高斯光束传输理论，确定光纤头和透镜间距 L并计算光斑尺寸，然后依据光线理论计算准直器的点精度。具体设计步骤如下： a) 确定所需工作距离Zw； b) 列出从光纤端面至输出光束束腰位置的近轴光线传输矩阵； 下面以 Grin-Lens准直器为例：
光纤准直器原理
(5) 一. 模型 光纤准直器通过透镜能实现将从发散角较大（束腰小）的光束转换为发散角较小（束腰 大）的光束，从而以较低损耗耦合进入其他光学器件。在这里，我们将从光纤中的出射光束 认为是基模高斯光束；光纤准直器基本模型如下： 图1光纤准直器原理示意图 其中，q i （i=0,1,2,3）为高斯光束的q 参数，q 参数定义为： i i ； （i ） q z R z 1 2 ? w z 丄2 2 2 f “ z 上 w 0 R z z ， w z Wo .〔 一 ， f 7 （2） z \ f 图1中，q i （i=0,1,2,3）分别表示光纤端面，透镜入射面，透镜出射面，和出射光束的束腰 处的q 参数，而w oi 和W 02分别表示透镜变换前后的束腰；I 表示光纤端面与透镜间隔，l w 为 准直器的设计工作距离。 二. 理论分析 根据ABCD 理论，高斯光束q 参数经透镜变换后, 工作距离: 2 Al B Cl D ACf i 光纤准直器原理 曾孝奇 q 2 Aq i Cq i (3) 2 而且， q i q o 1 ， q 2 q 3 I w /2 ， q o i if i ， q 3 2 ? W 02 i - if 2。 这样，我们可以得到经过透镜后的束腰大小: W 02 (4) W oi
2 严， Cf i Cl D 2 (5)
方程（5）是关于I 的二次方程，为使得I 有实根，方程（5）的判别式应该不小于零，从而 我们可以得到： AD BC 2ACf i C 2f i 方程（6）表示准直器的工作距离有上限，就是一个最大工作距离 I wmax AD BC 2ACf i /C 2f i o 此时，我们得至U ： I f 1 -。 C 分析：不论对于何种透镜，准直器的出射光斑和工作距离都取决于透镜的传输矩阵 ABCD ;对于给定的透镜，它们还跟入射光斑大小和光纤端面与透镜间的距离 I 有关，也就 是说，对于 给定的入射光束和给定的透镜，我们可以通过在透镜焦距附近改变 I 来实现不同 的工作距离。在实际制作准直器当中，我们正是通过这种方法来实现不同的工作距离的。 进一步地，如果我们需要定量计算准直器的出射束腰和工作距离，需要具体知道不同透 镜的ABCD 系数。对于G Lens （自聚焦透镜，通常为0.23P ）,它的ABCD 矩阵为： A C B cos JAL — si n VAL D n -A ， (7) n o J A s in UAL cos JAL 其中，n 。透镜的透镜的轴线折射 率， L 为透镜的中心厚度，、A 为透镜的聚焦常数。由于G Lens 的ABCD 系数取决于n o ，L 和.A ，因而，适当选择这些参数，同样能改变准直器的出射光 斑大小和工作距离。 对于C Iens （厚透镜），它的传输矩阵为： A C 三. 实例分析 本小组采用C lens 已制作的一些准直器， 曲率半径R=1.2mm ,透镜长度L=2.5mm ，C lens 采用SF11材料，在1550nm 处折射率 n=1.744742另外，从单模光纤SMF28出射的光斑半径为 w °1 5 口m 。这样，根据以上理论 分析，我们容易得到出射光在不同位置的光斑大小，并且，我们将理论计算值与 Beamsca n 得到的测量值比较，如下表： (6) 门 o (8) C lens 参数如下:
光纤准直器的应用和发展趋势
光纤准直器的应用和发展趋势 发表时间：2019-09-03T16:54:29.790Z 来源：《科学与技术》2019年第07期作者：程义[导读] 本文的研究主要结合了光纤准直器的概念以及具体的设计结构，分析光纤准直器的应用及发展前景。 光库科技股份有限公司广东省珠海市 519080 摘要：光纤通信已经成为了当今社会不可缺少的神经系统，在光纤通信高速发展的今天，光纤准直器被广泛的运用在光通信系统之中。本文的研究主要结合了光纤准直器的概念以及具体的设计结构，分析光纤准直器的应用及发展前景。 关键词：光前准直器；应用；发展趋势；价值引言：光纤准直器是光纤通信系统中重要的器件之一，主要的作用是消耗光源信号的能量，实现信号的连接。光纤准直器具有使用价值的光纤无源器件，在光纤通讯过程中的应用广泛，应用的范围较大。光纤通信目前正在朝向大容量、高速率的方向发展，而光纤准直器正是光纤通信发展的元件之一，因此光纤准直器的重要性日益突出，而光纤准直器也成为了光纤器械中的重要组成器件之一可以有效促进 光纤传感、光纤通讯领域的快速发展。 1.光纤准直器及发展 光纤准直器作为光纤通信系统中的重要组成部分，其在光通信系统中具有广泛的应用。光纤准直器的存在可以促进光纤的耦合，通过压缩发散角实现光的准直平行出射，促使光耦合。光纤准直器将自由空间的激光耦合到单模和多模。光纤准直器的体积小，重量轻，光纤准直器还可以有效的将光源元件端面发射，被广泛的应用在光波分复用器、光隔离器和光环形器等多种器件的应用之中。光纤准直器主要是结合自聚焦透镜（或者Clens）的工作原理而形成的。光纤准直器通过透镜就会转化为平行光线，在激光应用中，高斯光束需要通过各种光学元件，光纤准直器就是发散的高斯光束透过透镜（自聚焦透镜、Clens、非球面透镜等），形成准直的高斯光束。光纤准直器作为基本的光学器件，也是光纤通信系统中重要的元件之一，作用和用途就是对于光纤传输的光准直来提高光束间的耦合性。本文的研究主要是结合光纤准直器的相关理论和具体组成部分，分析光纤准直器的使用价值和应用原理。从发展前景的角度来看，2018年全球应用于光通信的光纤准直器透镜组件的消费值达到3.43亿美元，年增幅19.34%。目前单个透镜光纤准直器组件在整体市场中的占主导地位，准直器透镜广泛应用于光子产品中，但他们这份市场研究专注于应用在光通信器件中的微型准直器透镜组件。光准直器透镜成为了光器件行业增长的一个关键指标。 2.光纤准直器的结构 2.1准直器的结构 光纤准直器的基本结构包括pigtail、透镜和外封。根据pigtail的尾纤数量分为单线光纤准直器、双线光纤准直器、四线光纤准直器、阵列光纤准直器等。根据光纤的类别，光纤准直器可分为普通的光纤准直器、保偏光纤准直器和特种光纤准直器。 保偏双线光纤准直器是应用于光环行器中的基本元件，为了确保准直器中双光纤准直器中两路光均以较高的消光比传输，首先要保证光纤的插芯方向是相互垂直的慢轴方向处于一定的角度范围，具体的结构在制作过程中，需要将两根光纤的位置相互对接进行调节，通过来调节来确保光纤准直器中两根光纤的位置，促使两个两根光纤之间的消光比可以达到一定范围，保证具体的元件插入时损耗，均衡元件插入时损耗的均衡值，为更复杂的器件做出保障。 2.2斜端面透镜设计和理论分析 在实际应用中，由于光纤准直器的连接处存在相应的信息光的透射率，相对来就会产生反射，通常情况下，这种反射光也会满足于相应的传输条件，它们将返回光线，不断地放大，严重影响的种子光源或光纤放大器的稳定工作。近几年来光纤准直器的应用实用系统中端面采用斜角（一般角度设计在8度），这样可以在一定程度上确保光纤传输的条件，同时由于大部分的光线在反射的过程中并不能满足光纤传输的要求。因此，通过光纤准直器的应用，很大程度提高回波的损耗（回波损耗一般都在60dB以上），较好地满足器件的使用价值。 3.光纤准直器的应用 光纤准直器的光纤器械被广泛的应用在光通信和光纤传感之中，而光纤准直器也是作为光纤器件之一，应用在光通信系统上。对于光纤准直器是制作光隔离器、光开光、光环形器、光探测器、光衰器件的主要原件。（光纤准直器在插入损耗和回拨损耗的过程中是通过自透镜的损耗来改善透镜的性能通常情况下可以通过二次离子交换法的应用来加强自聚焦透镜性能的完善，促使光纤准直器器械的使用价值不断提升。此句完成不是光纤准直器的应用，这个是介绍自聚焦透镜） 3.1 小型化光纤准直器 正常的光纤准直器外径在2.8mm左右，mini的光纤准直器外径可以做到1.3-1.4mm。有一类产品是基于光纤熔接玻璃棒的结构，尺寸可以做到更小，甚至等同于光纤的大小，外径可以到125μm或者250μm。从而极大地缩小光学元件的尺寸，使其为未来的5G甚至更快的网速提供基础。 3.2 高功率光纤准直器 一般通信的功率大约在mW级，但是准直器同样可以做到十W、百W甚至几百W。这些高功率的光纤准直器，主要用于工业的切割和激光武器中。 3.3 特殊光斑光纤准直器 特殊光斑准直器分为大光斑准直器和小光斑准直器。大光斑准直器由于其发三角非常小，准直距离非常长，可以用于三维距离探测、远距离通讯等。小光斑准直由于其光斑极小，一般在十几μm甚至几μm，其能量密度非常高，可以用于光纤传感、超快激光、激光切割等。 结束语 综上所述，光纤准直器的工作原理是在结合高斯光束原理基础上进行的，可以有效的促使光纤准直器被运用在光纤通信系统、激光系统和传感系统之中。光纤准直器的应用可以有助于促进光纤系统的完善，有助于光线的长距离接收。我们通过从实用的角度上探讨了光纤准直器的应用，同时结合具体的光纤准直器工作原理，分析了光纤准直器的实用性，目前由于光纤准直器应用得不断发展，所以光纤准直器在光学系统中具有广泛的使用价值。
光纤准直器原理
光纤准直器原理 曾孝奇 一. 模型 光纤准直器通过透镜能实现将从发散角较大（束腰小）的光束转换为发散角较小（束腰大）的光束，从而以较低损耗耦合进入其他光学器件。在这里，我们将从光纤中的出射光束认为是基模高斯光束；光纤准直器基本模型如下： 图1 光纤准直器原理示意图 其中，i q （i=0,1,2,3）为高斯光束的q 参数，q 参数定义为： ()()() z w i z R z q 211πλ-=， （1） ()z f z z R 2 +=，()201???? ??+=f z w z w ，λπ2 0w f =； （2） 图1中，i q （i=0,1,2,3）分别表示光纤端面，透镜入射面，透镜出射面，和出射光束的束腰处的q 参数，而01w 和02w 分别表示透镜变换前后的束腰；l 表示光纤端面与透镜间隔，l w 为准直器的设计工作距离。 二. 理论分析 根据ABCD 理论，高斯光束q 参数经透镜变换后， D Cq B Aq q ++=112， （3） 而且，l q q +=01，2/32w l q q -=，12010if w i q ==λπ，22023if w i q ==λ π。
这样，我们可以得到经过透镜后的束腰大小： ()()2120102Cf D Cl BC AD w w ++-=， （4） 工作距离： ()()()()2 12212Cf D Cl ACf D Cl B Al l w +++++-=， （5） 方程（5）是关于l 的二次方程，为使得l 有实根，方程（5）的判别式应该不小于零，从而我们可以得到： 1 212f C ACf BC AD l w --≤， （6） 方程（6）表示准直器的工作距离有上限，就是一个最大工作距离 ()()121max /2f C ACf BC AD l w --=。此时，我们得到：C D f l -=1。 分析：不论对于何种透镜，准直器的出射光斑和工作距离都取决于透镜的传输矩阵ABCD ；对于给定的透镜，它们还跟入射光斑大小和光纤端面与透镜间的距离l 有关，也就是说，对于给定的入射光束和给定的透镜，我们可以通过在透镜焦距附近改变l 来实现不同的工作距离。在实际制作准直器当中，我们正是通过这种方法来实现不同的工作距离的。 进一步地，如果我们需要定量计算准直器的出射束腰和工作距离，需要具体知道不同透镜的ABCD 系数。对于G Lens （自聚焦透镜，通常为0.23P ），它的ABCD 矩阵为： ()()()() ??????????-=??????L A L A A n L A A n L A D C B A o o cos sin sin 1cos ， （7） 其中，0n 透镜的透镜的轴线折射率，L 为透镜的中心厚度，A 为透镜的聚焦常数。由于G Lens 的ABCD 系数取决于0n ，L 和A ，因而，适当选择这些参数，同样能改变准直器的出射光斑大小和工作距离。 对于 C lens(厚透镜)，它的传输矩阵为：
光纤连接器实训报告
光线连接器制造实习工作报告 班级：光电09303 姓名：胡飞 学号：09012003 指导教师：刘孟华 日期：2011/4/5
一、工作任务 1)熟悉光纤活动连接器的基本结构及其组装工艺 2)学会端面研磨技术与质量检验 3)自己动手制作出合格的FC、SC型活动连接器 二、主要工艺流程及设备 工艺流程： Ⅰ组装阶段物料准备→下线/绕线（线圈直径不能小于6cm）→穿散件→剥纤→注胶→穿纤与固化（约30分钟）→切纤→压接（二次卡紧）→去胶与自检 Ⅱ研磨阶段装夹→粗磨→细磨→精磨→抛光 Ⅲ检验阶段端面检查与分析→指标测试（插入损耗、回波损耗） 主要设备： 高温固化炉、压接机、端面研磨机、端面检查机 插回损测试仪 三、制作的产品质量分析 合格的连接器应该是各个零部件按正确的顺序紧密牢固连接。插芯端面中心的光纤上及光纤附近没有划痕、麻点、气泡和色斑，通光后出现亮点。插入损耗IL≤0.30dB，RL≥60dB。
现象分析：自己的端面在进行端面检测时能观察到显微图像上方为颜色略与圆面不一的线条。这是由于研磨片或研磨液不均匀造成的端面缺陷。插入损耗测试为0.1dB，回拨损耗为63dB。 四、工作中的职业表现 ?能严格按照工作时间准时上下班。 ?能认真听取老师和师傅的安排，并按要求完成任务。 ?能和小组成员积极有效的配合，讨论。 ?面对不足与失误，找出问题，深刻反省。 五、掌握了的技能 ●对光纤连接器分类和组成有了基本的认识 ●掌握了制造光纤连接器的主要工艺流程并能自己动手制作 出合格的光纤活动连接器 ●能准确分析制作过程中出现的常见问题 ●能检测光纤连接器的好坏并能测其重要指标参数 六、工作中的得失及感悟 ?要严格按照各项规定进行操作，不能随心所欲，投机取巧 ?遇到问题冷静处理，认真分析，及时解决 ?工作中要和团队成员协调配合，服从安排
LED灯珠的准直透镜的自由曲面设计
一个关于led灯珠的准直透镜的自由曲面设计 陈金佳光学学报 林石塘 国立彰化教育大学 电机工程学系 台湾，彰化，50074 师大路2 电子邮件：jjchen@https://www.360docs.net/doc/b119083477.html,.tw 摘要。自由形式的准直透镜的设计方案是由LED光源发出的光线追击到一个原平面。一般来说，投影距离假定为100多米，光束有微不足道的分歧。一个透镜是由总反射（TIR）侧面，在后方的球面，在垂直平面前的外层部分，和在自由屈光面前的中央部分组成。从LED源发出的大角度的光线击中TIR表面平行于光轴被重定向反射出，再和那些有小的扩散角度光线一起经过一个自由屈光面，最终平行光轴射出。计算机模拟结果表明，81.5％的光效下±5°的视角的要求，可用面积为1平方毫米LED光源实现。 1引言 由于LED光源具有亮度和能耗低，反应速度快，寿命长，不含汞等优良特性，并明显的改善，近年来它在室内室外照明上得以广泛应用。因此，越来越多的国家和行业已经花费了大量的财政和人力资源在LED光源和灯具的研究和发展上。然而，发光二极管与传统光源相比，高度集中的光分布和非常低的亮度，因此，他们需要额外的光学，称为二次光学元件，以提高其光效和生产规定的照明。许多例子，发光二极管可用于各种普通照明系统，汽车大灯，LCD背光模组，其中大部分是与自由形式曲面设计，以获得规定的光分布。这些方法一般需要翻译成合适的差分方程的基础上的反射和折射定律的非成像的问题。然而，解决这类微分方程是复杂和具有挑战性的，它需要一个数值方法。其他一些方法可能不需要求解微分方程，然而，他们用来构造自由曲面光学表面是复杂的。 由于涉及的准直透镜，其中有许多各种各样的应用，如探照灯，射灯，手电筒，夜视系统，传统的设计方法包括各种已知圆锥或非球面光学元件，以实现准直的功能。然而，从源头上发出的光线不能得到有效利用。要解决这问题得到良好性能，对光源器件要求极高。另一方面在透镜的TIR表面可以纳入一个单一的机构，所有光学元件，体积紧凑，实现全光射线利用率。因此，最近已经吸引了许多有趣的应用。因为传统光源的LED光源的半空间分布不同，准直透镜的TIR表面需要专门设计的。尤其是复杂的光学表面应采用高品质的镜头。在本文中，我们提出了一个近似的方法来构建一个基于LED的准直透镜，其中包含一项TIR侧表面和自由曲面在前面中央部分的屈光面，并可以用一个简单的几何关系和一个三维（3D）模型模拟。由于解决TIR表面和自由曲面的方法很简单，不需要求解微分方程，它的算法是简单，直接，方便地实现。 一般准直透镜的结构，被认为是旋转对称的，因此可以在一个两维的（2D）空间操作。此外，镜头的设计是基于一个理想的点光源，而LED是2πsr立体角的面光源，并明显地影响镜头的性能。因此，为实现一个实用的LED光源应用
光纤准直器原理
光纤准直器原理 曾孝奇 一. 模型 光纤准直器通过透镜能实现将从发散角较大（束腰小）的光束转换为发散角较小（束腰大）的光束，从而以较低损耗耦合进入其他光学器件。在这里，我们将从光纤中的出射光束认为是基模高斯光束；光纤准直器基本模型如下： 图1 光纤准直器原理示意图 其中，i q （i=0,1,2,3）为高斯光束的q 参数，q 参数定义为： ()()() z w i z R z q 211πλ-=， （1） ()z f z z R 2 +=，()201???? ??+=f z w z w ，λπ2 0w f =； （2） 图1中，i q （i=0,1,2,3）分别表示光纤端面，透镜入射面，透镜出射面，和出射光束的束腰处的q 参数，而01w 和02w 分别表示透镜变换前后的束腰；l 表示光纤端面与透镜间隔，l w 为准直器的设计工作距离。 二. 理论分析 根据ABCD 理论，高斯光束q 参数经透镜变换后， D Cq B Aq q ++=112， （3）
而且，l q q +=01，2/32w l q q -=，12010if w i q ==λπ，22023if w i q ==λ π。 这样，我们可以得到经过透镜后的束腰大小： ()()2120102Cf D Cl BC AD w w ++-=， （4） 工作距离： ()()()()2 12212Cf D Cl ACf D Cl B Al l w +++++-=， （5） 方程（5）是关于l 的二次方程，为使得l 有实根，方程（5）的判别式应该不小于零，从而我们可以得到： 1 212f C ACf BC AD l w --≤， （6） 方程（6）表示准直器的工作距离有上限，就是一个最大工作距离 ()()121max /2f C ACf BC AD l w --=。此时，我们得到：C D f l -=1。 分析：不论对于何种透镜，准直器的出射光斑和工作距离都取决于透镜的传输矩阵ABCD ；对于给定的透镜，它们还跟入射光斑大小和光纤端面与透镜间的距离l 有关，也就是说，对于给定的入射光束和给定的透镜，我们可以通过在透镜焦距附近改变l 来实现不同的工作距离。在实际制作准直器当中，我们正是通过这种方法来实现不同的工作距离的。 进一步地，如果我们需要定量计算准直器的出射束腰和工作距离，需要具体知道不同透镜的ABCD 系数。对于G Lens （自聚焦透镜，通常为0.23P ），它的ABCD 矩阵为： ()()()() ??????????-=??????L A L A A n L A A n L A D C B A o o cos sin sin 1cos ， （7）
光纤连接器检验技术标准
一、外观检验： 二、组装性能：2.1插芯：突出长度正常，弹性良好，有明显倒角，表面无任何脏污、缺陷及其他不良。2.2散件：各散件与适配器之间配合良好，无松脱现象，机械性能良好，有良好的活动性，表面无任何脏污、缺陷、破损、裂痕，颜色与产品要求相符，同批次产品无色差。2.3压接：对光缆外皮及凯夫拉线的压接固定要牢固，压接金属件具有规则的压痕，无破损、弯曲，挤压光缆等不良。 三、端面标准：根据附录1《光纤连接器端面检验规范》检验。 四、插损、回损技术标准： 五、端面几何形状(3D)标准：
六、合格品标识：合格产品标识包括：出厂编号(每个产品对应唯一的出厂编号，由生产任务计划号加流水号组成)、型号规格、条码标签(根据客户要求可选)、产品说明书(根据客户要求可选)、3D报告(根据客户要求可选)、环保标识(根据客户要求可选)、插/回损测试数据等。 七、产品包装：7.1产品基本包装是：将光纤连接器盘绕成15-18cm直径的圈，连接头两端用扎带固定于线圈的对称中部，根据产品的不同型号扎紧方式有“8”和“1”字型扎法，以不松脱为原则，不能在光缆上勒出痕迹，0.9光缆使用蛇形管绑扎。特殊型号产品可根据相应《包装作业指导书》进行操作。将绑扎好的连接器头朝下放入对应已贴好标识的包装袋中封好袋口，并将包装袋中的空气尽量排除但不能将连接器挤压变形。7.2基本包装完成后以整数为单位装入包装箱内，包装箱内部用卡板或气泡袋或珍珠棉或其他防挤压保护辅料隔开，特殊型号产品可根据相应《包装作业指导书》进行操作。包装箱外贴上装箱清单和其他产品标识后封箱打包并放置到指定成品区。 八、各零部件技术标准： 8.1插芯： 8.1.1产品符合以下标准：YDT 1198-2002 《光纤活动连接器插针体技术要求》Telcordia GR-326-CORE 8.1.2详细技术要求见附录2《常规插芯技术标准》。 8.2光纤/光缆： 8.2.1产品符合以下标准：YDT 1258.1-2003 《室内光缆系列第一部分总则》YDT 1258.2-2003 《室内光缆系列第二部分单芯光缆》YDT 1258.3-2003 《室内光缆系列第三部分双芯光缆》YDT 1258.4-2005 《室内光缆系列第四部分多芯光缆》YDT 1258.5-2005 《室内光缆系列第五部分光纤带光缆》YDT 1258.3-2009 《室内光缆系列第3部分：房屋布线用单芯和双芯光缆》YDT 908-2000 《光缆型号命名方法》 8.2.2性能、尺寸、材质、颜色、环保等符合国家相关行业标准。产品颜色在同一批次的同一规格型号上必须保持一致。 8.3连接器： 8.3.1产品性能指标符合以下国家标准：GBT 12507.1-2000 《光纤光缆连接器第一部分：总规范》GBT 12507.2-1997 《光纤光缆连接器第二部分：F-SMA 型光纤光缆连接器分规范》YDT 1272.1-2003 《光纤活动连接器第1部分：LC 型》YDT 1272.2-2005 《光纤活动连接器第2部分：MT-RJ型》YDT 1272.3-2005 《光纤活动连接器第3部分：SC型》YDT 1272.4-2007 《光纤活动连接器第4部分：FC型》YDT 1272.5-2009 《光纤活动连接器第5部分：MPO型》YD987-1998 《ST/PC型单模光纤光缆活动连接器技术规范》YDT 2152-2010 《光纤活动连接器可靠性要求及试验方法》