多模光纤耦合LD输出光束的空间耦合技术

单模与多模光纤耦合器的光束合波

根据不同的泵浦方式,对多模光纤放大器运用多模速率方程组,采用四阶龙格-库塔法数值计算和分析了在不同泵浦方式下的泵浦效率和信号光在光纤放大器中的传输、放大行为,并研究了在光纤放大器光纤长度有微小变化(mm量级)的情况下,输出光的光束质量与光纤长度的关系。结果表明:输出信号光的光束质量因子随光纤长度微小变化而呈准周期变化,周期与信号光耦合入光纤放大器的本征模式间的传播常数差有关。

现有的光纤耦合器在作为分波器使用时具有较低的插入损耗,在作为合波器时插入损耗较大,为实现低损耗合波目的,提出一种由单模与多模光纤共同构成的混合型光纤耦合器。利用耦合波方程理论分析其工作原理,计算机模拟其耦合过程。采用熔锥法制作工艺,完成单模与多模光纤耦合器的制作,实验结果与理论模拟相吻合;该器件单模到多模光纤的耦合效率、多模到多模光纤的耦合效率均在90%以上,实现了两路光束的功率合波。作为低插入损耗合波器件可广泛应用于光通信以及双包层光纤激光器抽运光的注入。

由于多模光纤的纤芯直径远大于单模光纤的纤芯直径,且多模光纤的数值孔径也大于单模光纤的数值孔径,因此多单模转换效率极低。为了提高多模光纤到单模光纤的耦合效率,采用自聚焦透镜对从多模光纤出射的光束进行汇聚,使其半径大小尽量与单模光纤的芯径大小相匹配,然后再利用球透镜来减小被汇聚过的光束的发散角,在不考虑各种连接损耗的前提下,通过zemax来求解多模光纤到单模光纤的耦合效率。采用这种新型组合透镜耦合的方法可以极大提高多单模耦合的耦合效率,其最高耦合效率可达到38.7%。因此,这种组合透镜法是可行的。

文中提出了一种实现半导体激光器和多模光纤耦合的实用化方法。用一段直径为600μm的裸石英光纤代替柱透镜对半导体激光器输出光束进行准直整形;用半球端光纤对光束进行聚焦后直接实现和光纤耦合,来代替聚焦透镜和光纤耦合的环节。研究表明:采用该方法耦合效率在80.0%左右,同时最大程度解决了使用柱透镜和聚焦透镜的组合透镜耦合系统时存在的调试与封装困难的问题,且工艺稳定,因而有着广泛的应用前景。

多模光纤 (3)

空间光-单模光纤耦合的关键技术是怎样确保耦合系统中光纤的准确定位。基于电磁场模场匹配理论,讨论了光纤偏移对空间光-单模光纤耦合效率的影响,结果显示耦合效率随着光纤偏移的增大显著下降。采用光纤调整架以及微透镜光纤可以显著改善耦合效率,讨论结果有助于空间光-单模光纤耦合器件的优化设计。

多模光纤 多模光纤 多模光纤容许不同模式的光于一根光纤上传输，由于多模光纤的芯径较大，故可使用较为廉 价的耦合器及接线器，多模光纤的纤芯直径为50μm至100μm。 目录 分类 对比 多模光纤产品选用指南 多模光纤的应用潜力 1.九十年代所占市场 2.七十年代崛起后 3.特点 4.“62.5”的兴衰和“50”的崛起 5.“62.5”优势 6.后续发展 7.802.3出台的影响 8.“新一代多模光纤” 1.新一代类型 2.新一代多模光纤光源 3.新一代多模光纤的带宽 4.光源的注入 1.介绍 2.①偏置注入 3.②中心注入 展开 分类 对比 多模光纤产品选用指南 多模光纤的应用潜力 1.九十年代所占市场 2.七十年代崛起后 3.特点 4.“62.5”的兴衰和“50”的崛起 5.“62.5”优势 6.后续发展 7.802.3出台的影响 8

多模光纤电缆容许不同光束于一条电缆上传输，由于多模光缆的芯径较大，故可使用 较为廉宜的偶合器及接线器，多模光缆的光纤直径为50μm至100μm。 基本上有两种多模光缆，一种是梯度型（graded）另一种是引导型（stepped）， 对于梯度型（graded）光缆来说，芯的折光系数（refractionindex)于芯的外围最小 而逐渐向中心点不断增加，从而减少讯号的振模色散，而对引导型（steppedinder） 光缆来说，折光系数基本上是平均不变，而只有在色层（cladding）表面上才会突然 降低引导型（stepped）光缆一般较梯度型（graded）光缆的频宽为低。在网络应用 上，最受欢迎的多模光缆为62.5/125，62.5/125意指光缆芯径为62.5μm而色层（cl adding）直径为125μ

运用模式耦合理论和稳态速率方程组,对含有抑制高阶模输出的光纤滤波器的多模光纤放大器的光束质量进行了分析.分析结果表明:对于含有光纤滤波器的多模光纤放大器,总的说来,其光束m2因子明显低于不含有滤波器时的情况,这表明了前者输出的光束质量更好.结果说明了,在多模光纤放大器系统中设置一个光纤滤波器可以有效地改进光束质量.

本文在分析相干光激励下多模光纤束的辐射特性的基础上,提出了以多模光纤束产生的激光散斑场作为物体照明光波和参考光波的散斑场全息照相理论和实验技术,给出了与理论相一致的实验结果,同时也讨论了散斑全息照相在全息干涉计量中的应用.

单模光纤与多模光纤的对比 作者：锅头 单模光纤多模光纤 中心玻璃芯很细，芯径一般为9或10μm。芯径较大，纤芯直径为50μm至100μm。 可用较为廉价的耦合器及接线器。 传输距离较长，根据目前的光电转换设备 来看，可以传输20~100km，理论上能达 到120公里。由于损耗小，传输长，光纤 主干布线大多用单模。 传输距离较短，最多传输5km。多用于较 短范围内的布线。 单模光缆价格比多模光缆便宜一些，但是 光电转换设备价格比多模较贵，所以整体 而言单模的总体价格要偏高些。 多模光纤布线总体价格要偏低。 色散小，损耗小。色散大，损耗大。 只能传一种模式光信号。可以传多种模式光信号。 使用激光二极管（ld）作为发光设备。使用发光二极管（led）作为发光设备。 通常用于连接办公楼之间或地理分散更 广的网络。 通常用于同一办公楼或距离先对较近的区 域内的网

深圳凯祺瑞科技有限公司-http://www.***.*** 多 模 光 纤 与 单 模 光 纤 深圳凯祺瑞科技有限公司-http://www.***.*** 1什么是单模与多模光纤？他们的区别是什么？ 单模与多模的概念是按传播模式将光纤分类──多模光纤与单模光纤传播模式概念。我 们知道，光是一种频率极高（3×1014hz）的电磁波，当它在光纤中传播时，根据波动光学、 电磁场以及麦克斯韦式方程组求解等理论发现： 当光纤纤芯的几何尺寸远大于光波波长时，光在光纤中会以几十种乃至几百种传播模式 进行传播，如tmmn模、temn模、hemn模等等（其中m、n=0、1、2、3、⋯⋯）。 其中he11模被称为基模，其余的皆称为高次模。 1）多模光纤 当光纤的几何尺寸（主要是纤芯直径d1）远远大于光波波长时（约1μm），光纤中会存 在着几十种乃至几

前言： 最近有人咨询薛哥关于单模光纤和多模光纤方面的知识？什么是单模光纤？什么是多模光纤？如何选择这两 种光纤呢？ 正文： 1、什么是单模与多模光纤？他们的区别是什么？ 单模与多模的概念是按传播模式将光纤分类──多模光纤与单模光纤传播模式概念。我们知道，光 是一种频率极高（3×1014hz）的电磁波，当它在光纤中传播时，根据波动光学、电磁场以及麦克斯韦式 方程组求解等理论发现： 当光纤纤芯的几何尺寸远大于光波波长时，光在光纤中会以几十种乃至几百种传播模式进行传播， 如tmmn模、temn模、hemn模等等（其中m、n=0、1、2、3、⋯⋯）。 其中he11模被称为基模，其余的皆称为高次模。 1）多模光纤 当光纤的几何尺寸（主要是纤芯直径d1）远远大于光波波长时（约1μm），光纤中会存在着几十种 乃至几百种传播模式。不同的传播模式具有

光纤分为多模光纤和单模光纤。 多模光纤分为阶跃型多模光纤和梯度型多模光纤。 阶跃型多模光纤---芯玻璃的折射率n1必须大于包层玻璃折射 率n2，在 玻璃与包层玻璃的界面上折射率呈阶跃增大，且各自恒定不变， 这光纤结构最 单，制作最容易，但模色散大，带宽窄，已经很少使用。 梯度型多模光纤---采用芯玻璃折射率自光纤芯轴最大n1处逐 渐减小至包层玻璃界面处n2的折射率分布做成精确的抛物线状 （g=2）时，这种光纤减小了模色散， 提高了带宽。 单模光纤有g652、g653、g654、g655、g656等类型。 单模光纤的纤芯直径8-9um,外径125um。 g652光纤---最长用的是简单阶跃匹配包层型和简单阶跃下凹内 包层型。 简单匹配包层型光纤性能稍差，一般采用参杂ge来提高纤芯折 射率，参杂过多会因材料色散损耗增加光纤的衰减，因此相对折 射率差△偏低（约为

单模光纤和多模光纤(“模”是指以一定角速度进入光纤的一束光)。 单模采用激光二极管ld作为光源，而多模光纤采用发光二极管led为光源。 多模光纤(multimodefiber)：中心玻璃芯较粗(50或62.5μm)，可传多种模式的光。但其模间色散较大， 这就限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重。多模光纤的芯线粗，传输速率低、距离 短，整体的传输性能差，但成本低，一般用于建筑物内或地理位置相邻的环境中; 单模光纤(singlemodefiber)：中心玻璃芯很细(芯径一般为9或10μm)，只能传一种模式的光。其模间 色散很小，适用于远程通讯，但还存在着材料色散和波导色散，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较 高的要求，即谱宽要窄，稳定性要好。单模光纤的纤芯相应较细，传输频带宽、容量大、传输距离长，但 需激光源，成本较高，通常

多模光纤和单模光纤区别 1、多模光纤是光纤通信最原始的技术，这一技术是人类首次实现通过光纤来进行通信的 一项革命性的突破。 2、随着光纤通信技术的发展，特别是激光器技术的发展以及人们对长距离、大信息量通 信的迫切需求，人们又寻找到了更好的光纤通信技术----单模光纤通信。 3、光纤通信技术发展到今天，多模光纤通信固有的很多局限性愈发显得突出： ①、多模发光器件为发光二极管（led），光频谱宽、光波不纯净、光传输色散大、传输距 离小。1000mbit/s带宽传输，可靠距离为255米(m)。100mbit/s带宽传输，可靠距离为2 公里(km)。 ②、因多模发光器件固有的局限性和多模光纤已有的光学特性限制，多模光纤通信的带宽最 大为1000mbit/s。 4、单模光纤通信突破了多模光纤通信的局限： ①、单模光纤通信的带宽大，通常可传100gbi

为了设计最优光纤耦合系统,利用高斯模场近似单模阶跃光纤的模场和大模面积光子晶体光纤的模场,推导出了理想情况下空间激光与这两种光纤的耦合效率解析表达式以及光纤端面相对于耦合系统存在横向偏移和端面倾斜时的耦合效率解析表达式。基于上述理论表达式计算了空间激光与光纤的耦合效率,并通过实验验证了此理论表达式的有效性。理论计算和实验均证实了单模阶跃光纤对于横向偏移更敏感,当横向偏移量等于单模光纤的纤芯半径时所对应的耦合效率只有20.25%,为理论最大值的1/4;而大模面积光子晶体光纤对于端面倾斜更加敏感,当端面倾斜2°时对应的耦合效率只有40.5%,为理论最大值的1/2。所提出理论表达式和实验方法完全可以为设计光纤耦合系统提供准确的参数。

多模光纤和单模光纤区别 ————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期: ? 多模光纤和单模光纤区别 1、多模光纤是光纤通信最原始的技术,这一技术是人类首次实现通过光纤来进行通信的 一项革命性的突破。 ?2、随着光纤通信技术的发展,特别是激光器技术的发展以及人们对长距离、大信息量通 信的迫切需求，人们又寻找到了更好的光纤通信技术－－--单模光纤通信。? ３、光纤通信技术发展到今天,多模光纤通信固有的很多局限性愈发显得突出: ①、多模发光器件为发光二极管(led),光频谱宽、光波不纯净、光传输色散大、传输距离小。 100０mbit/s带宽传输,可靠距离为25５米（m)。１0０mｂit/s带宽传输，可靠距离为２ 公里(km)。?②、因多模发

多模光纤的应用

多模光纤(multimodefiber)：中心玻璃芯较粗(50或62.5μm)， 可传多种模式的光。但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的 频率，而且随距离的增加会更加严重。例如：600mb/km的光纤在2km 时则只有300mb的带宽了。因此，多模光纤传输的距离就比较近，一 般只有几公里。 多模光纤允许多束光在光线中同时传播，从而形成模分散（因为每一 个模光进入光纤的角度不同它们到达另一端点的时间也不同，这种特 征称为模分散）。模分散技术限制了多模光纤的带宽和距离，因此， 多模光纤的芯线粗，传输速度低、距离短，整体的传输性能差，但其 成本相对于其他产品是比较低的，一般用于建筑物内或地理位置相邻 的环境下。 多模光纤的应用方法 在实际使用中，激光器和多模光纤耦合可依照gbit／s以太网标准推 荐的法： ①偏置注入 为避免上述激光器直接注入多模光纤

1 多模光纤的进展、带宽测量及其规范 mmf’sevolution,bandwidthmeasurementanditsspecification 陈炳炎江苏七宝光电集团公司总工程师 (摘要)本文叙述多模光纤从以led为光源的om1,om2光纤到激光优化的 om3,om4光纤的进展;介绍用于10gb/s以太网,波长为850nm的vcsel激光优化 的om3,om4光纤带宽测量方法;以及多模光纤的技术规范。 (一)多模光纤的进展 1976年由康宁公司开发的50/125m渐变折射率多模光纤和1983年由朗讯 bell实验室开发的62.5/125m渐变折射率多模光纤，是两种用量较大的多模光 纤。这两种光纤的包层直径和机械性能相同，但传输特性不同。它们都能提供如 以太网、令牌网和fddi协议在标准规定的距离内所需的带宽，而且都能