光纤准直器
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。
光纤准直器 工作距离
光纤准直器是一种用于调整光纤输出光束的光学器件。
它通常由一个透镜组成，可以将光纤输出的发散光束聚焦成平行光束。
光纤准直器的工作距离是指透镜与光纤之间的距离。
这个距离的选择取决于光纤的直径、发散角度以及所需的准直效果。
一般来说，光纤准直器的工作距离应该根据光纤的直径和发散角度进行调整。
如果光纤直径较小，发散角度较大，那么工作距离应该相对较短。
相反，如果光纤直径较大，发散角度较小，那么工作距离应该相对较长。
需要注意的是，光纤准直器的工作距离并不是固定的数值，而是需要根据具体的应用需求进行调整。
在实际使用中，可以通过试验和调整来确定最佳的工作距离，以达到最好的准直效果。
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 ，λπ20w 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，DCq BAq q ++=112，（3）而且，l q q +=01，2/32w l q q -=，12010if w i q ==λπ，22023if w i q ==λπ。
这样，我们可以得到经过透镜后的束腰大小：()()2120102Cf D Cl BCAD w w ++-=，（4）工作距离：()()()()212212Cf 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：1212f 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：CD 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。
光纤准直器的分析和比较
文章来源: /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：c) 列出输出光束束腰位置的 q 参数；高斯光束的传输可用 q 参数及 ABCD法则来描述，如下图公式所示：一般考虑光纤端面高斯光束的模场半径为ω0且波面曲率半径为R0＝∞，因此光纤端面的q参数为：根据 ABCD法则，输出光束束腰位置的 q 参数为：d) 确定光纤头与透镜间距 L；在输出光束束腰位置，波面曲率半径为R3=∞即 1/q3的实部为 0纵观以上推导过程，q3中只包含一个变量L。
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 zR z1 2 ?w z丄2 22f“ z 上 w 0R zz， w z Wo .〔 一 ， f7（2）z\ f图1中，qi （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:2Al B Cl D ACf i光纤准直器原理曾孝奇q 2Aq iCq i(3)2而且，q i q o 1， q 2 q 3 I w /2，q oi if i ，q 32• W 02i -if 2。
这样，我们可以得到经过透镜后的束腰大小:W 02(4)W oi2 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 iC 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。
光纤准直器参数
光纤准直器参数
光纤准直器是一种重要的光学器件，用于将光纤输出的光束准直成一束平行光。
其参数对于保证系统的稳定性和性能具有重要意义。
1. 波长范围：光纤准直器的波长范围是指其可以使用的光波长范围。
不同的准直器有不同的波长范围，需根据实际需求选择。
2. 输出光斑形状：光纤准直器的输出光斑形状应该尽可能接近于一个理想的平行光束，以提高系统的传输效率和稳定性。
3. 插入损耗：插入损耗是指光纤准直器插入系统后引起的光功率损失。
准直器的插入损耗应尽可能小，以保证系统的传输效率。
4. 回波损耗：回波损耗是指光纤准直器对反射光的抑制能力。
准直器的回波损耗应尽可能大，以减少反射光对系统的影响。
5. 机械结构：光纤准直器的机械结构应稳定可靠，能够承受一定的机械应力和热应力，以确保长期使用的稳定性和可靠性。
6. 环境适应性：光纤准直器应能够在一定的温度、湿度、气压等环境下稳定工作，以保证系统的可靠性和稳定性。
7. 兼容性：光纤准直器应能够与各种不同类型的光纤、透镜等光学器件配合使用，以实现系统的集成和优化。
多模光纤准直器规格书
多模光纤准直器规格书
产品名称：多模光纤准直器
规格书
1. 产品简介
多模光纤准直器是一种用于调整光束直径和平行度的光学器件，适用于多模光纤通信和传输系统。
本产品具有高传输效率、低插损和稳定性等优点。
2. 技术规格
2.1 光纤类型：多模光纤
2.2 波长范围：400nm~1600nm
2.3 最大输入功率：10mW
2.4 插入损耗：≤0.5dB
2.5 准直度：≤1 mrad
2.6 耦合效率：≥90%
2.7 工作温度：-10℃~+70℃
2.8 存储温度：-40℃~+85℃
3. 外观和尺寸
3.1 外观：圆柱形
3.2 尺寸：直径 X 长度（单位：毫米）
4. 主要特点
4.1 高传输效率：采用优质光学材料，保证光的传输效率。
4.2 低插损：精密加工工艺和优化设计，确保插入损耗最小化。
4.3 稳定性：可靠的组装工艺和材料选择，提供稳定性和长寿命。
5. 应用领域
5.1 光通信系统
5.2 光纤传输系统
5.3 光学测量和检测
5.4 科研实验室
6. 供货周期
根据客户需求和订单数量进行协商，一般在确认订单后10-20个工作日内发货。
7. 售后服务
提供一年质保服务，如发现产品质量问题，请及时联系我们的售后服务部门。
备注：本规格书仅供参考，如需详细信息，请与我司销售代表联系。
准直器
尾纤型光纤准直器/光纤自聚焦透镜2mm,4mm,8mm直径 1.6mm直径（放大） 12mm直径_:• 光学器件封装光纤输出• 光源-光纤耦合• 光纤-光电二极管耦合• 其他领域_产品特点:____• 各种工作波长可选____• 各种光束直径选择____• 多种透镜可选.____• 单模光纤,多模光纤,保偏光纤可选____• 低插入损耗,低回波反射____• 高功率处理能力_:本公司提供全系列的光纤准直器和光纤自聚焦透镜,产品具有低的背向反射,用来准直出纤光束达到想要的光束直径,广泛应用于激光二极管,光电二极管探测器,声光调制器等光学器件相配合的系统中. 光纤准直器和光纤自聚焦透镜可以成对使用,用来把光耦合进/出其他光学器件.因此,他们是其他器件光纤耦合封装的理想器件光纤准直器的准直光束直径(Collimated Beam Diameter,简称BD)和全发散角(Full Divergence Angle,简称DA),与透镜的焦距长度(f),光纤的纤芯直径(a),以及光纤的数值孔径(NA)有关.公式如下:BD(mm) = 2 x f(mm) x NA; DA(mrad)=a(um) / f(mm)光纤准直器的工作原理:NA: 光纤的数值孔径; a: 光纤的芯径; BD: 光束直径; DA: 发散角度; f: 透镜的焦距Connet Fiber OpticsConnet Fiber Optics技术指标:_:对于光纤自聚焦透镜, 准确的利用公式计算光斑直径(Spot Diameter,简称SD ),放大因子(Magnification Factor 简称M ),和工作距离(Working Distance 简称WD )比较困难, 而且这些参数和使用的透镜有关. 作为近似的计算,我们可以利用几何光学透镜公式:其中,o 和I 分别表示物体和成像的距离,利用以上的公式,可以决定应该使用什么样的透镜. 自聚焦透镜的工作原理:主要技术参数单位指标 工作波长范围 (可选范围) nm 180~2000回波反射 dB -25, -40, -50,-60dB 可选偏振消光比 dB 20, 25, 30 可选 光束直径 mm 0.2~22mm 可选 光斑直径 um 可以小到5um 波峰畸变1/4波长-1/10波长插入损耗典型值(尾纤型) dB<0.6dB(60mm 距离); <0.3dB (10mm 距离)技术指标说明: ¾ 用户可以指定180nm~2000nm 波长范围内的各种波长¾ 用户可以要求达到的回波反射的指标.其中60dB 的回波反射指标只针对1310nm 和1550nm 波长. ¾ 偏振消光比用户可以指定需要达到的消光比¾用户根据自己的要求定购需要达到的光束直径值,不同的光束直径需要不同的透镜来实现,具体要求,请联系本公司的销售人员,他们会为您选择合适的透镜.Connet Fiber Optics订货信息:尾纤型光纤准直器订货信息尾纤型光纤自聚焦透镜订货信息LPC-0A-W-a/b-F-BD-f-BL-X-JD-LA: 准直器的封装直径,长度 1: 4.0mm 直径金属封装无法兰 2: 33mm 直径带可拆卸法兰 3: 20mm 直径带可拆卸法兰 4: 8.0mm 直径金属封装无法兰 5: 2.5mm 直径金属封装标准长度 6: 2.5mm 直径金属封装小尺寸 7:1.6mm 直径金属封装无法兰8:12mm 直径x50mm 长金属封装无法兰 xxxx: 工作波长,用nm 表示,例如: 633等 a/b: 光纤的芯径/包层直径:例如9/125um.参考光纤表或者联系我们的销售人员 F: 光纤类型 M: 多模光纤 P: 保偏光纤 S: 单模光纤BD: 光束直径,例如: 20代表20mm f: 透镜的焦距和类型，参考下表 BL: 回波反射:20dB 或者35dB:多模光纤25,40,50,60dB.单模光纤/保偏光纤其中60dB 适合1310nm 和1550nm. X: 连接器类型: FC/PC,FC/UPC,FC/APC, SC/PC, SC/APC, SMA905, SMA906, ST. JD: 光纤外护套类型 1: 900um 护套 3: 3.0mm PVC 3A: 3.0mm 加强型光缆 3S: 3.0mm 不锈钢外护套 5A: 5.0mm 加强型光缆 5S: 5.0mm 不锈钢外护套 L: 尾纤长度,例如1=1米LPC-0A-W-a/b-F-M-WD-f-BL-X-JD-LA: 自聚焦透镜的封装直径,长度 1: 4.0mm 直径金属封装无法兰 2: 33mm 直径带可拆卸法兰 3: 20mm 直径带可拆卸法兰 4: 8.0mm 直径金属封装无法兰 5: 2.5mm 直径金属封装标准长度 6: 2.5mm 直径金属封装小尺寸 7:1.6mm 直径金属封装无法兰8:12mm 直径x50mm 长金属封装无法兰 xxxx: 工作波长,用nm 表示,例如: 633等 a/b: 光纤的芯径/包层直径:例如9/125um.参考光纤表或者联系我们的销售人员 F: 光纤类型 M: 多模光纤 P: 保偏光纤 S: 单模光纤M: 放大因子Magnification factor WD:工作距离，单位mm f: 透镜的焦距和类型，参考下表 BL: 回波反射:20dB 或者35dB:多模光纤25,40,50,60dB.单模光纤/保偏光纤其中60dB 适合1310nm 和1550nm.X: 连接器类型: FC/PC,FC/UPC,FC/APC, SC/PC, SC/APC, SMA905, SMA906, ST. JD: 光纤外护套类型 1: 900um 护套 3: 3.0mm PVC 3A: 3.0mm 加强型光缆 3S: 3.0mm 不锈钢外护套 5A: 5.0mm 加强型光缆 5S: 5.0mm 不锈钢外护套 L: 尾纤长度,例如1=1米_:如何选购定做的产品:本公司可以根据用户的要求提供更多的定做产品,在选择定做的高功率光纤跳线时请明确下面的问题,或者和我们的销售人员联系,以明确您的具体需求:1.您需要的是光纤准直器还是光纤自聚焦透镜?2.光纤准直器：您需要的光束直径？（mm）发散角？（mrad）3.光纤自聚焦透镜：您需要的工作距离？（mm）光斑尺寸？（mm）4.您需要的是单模光纤，多模光纤还是保偏光纤？5.您需要什么样的连接器？SMA905还是FC?说明:定做的产品可能因为需要特殊的材料和更多的时间,所以会比标准产品的价格更高.交货周期也可能有一定的影响. 我们会在给您提供的报价中指出.Connet Fiber Optics光纤准直器/光纤自聚焦透镜使用的透镜类型1>格林透镜(GRIN lenses)：可选波长400-1600nm, 低成本Connet Fiber Optics2>消色差透镜（Achromatic lens）:可见光领域，或者多个波长耦合到一根光纤中Connet Fiber Optics3>非球面透镜（Aspheric lenses）适合于红外波长，需要出色的偏振保持特性等场合，400-1600nmConnet Fiber Optics4>平透镜或者双凸透镜，适合于紫外波长非常高功率耦合到多模光纤的场合，180-1600nmConnet Fiber Optics。
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光纤准直器
光纤准直器 （collimator ）是由尾纤与自聚焦透镜精确定位而成。
它可以将光纤内的传输的光转变成准直光(平行光)，或将外界平行(近似平行)光耦合至单模或者多模光纤内。
特点应用
●低损耗
●低偏振敏感 ●抗环境变化●光纤通信系统 ●局域网
●CATV
●光纤传感器 ●测量仪器
光纤准直器是隔离器和波分复用器等在线光无源器件的基本元件，具有低插损和高回损特性，深圳兴博科技可为客户定制和批量供应各类光纤准直器，先进和高质量的镀膜还能保证准直器可以承受高功率。
性能参数
参数单位数值
工作波长nm1310,1550 or 1310/1550
工作波长范围 nm+/-40
工作距离mm5或者用户指定
典型插损dB0.16
最大插损dB0.2
最小回损dB60
最大PDL dB0.02
可承受拉力N5
光纤类型 SMF-28e或者多模光纤
工作温度 ℃ -5 to +70
储存温度 ℃-40 to +85
结构示意图
实物图。