光斑法測光纖

光斑法測光纖第1頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月實驗目的1學會光纖端面處理技術2學會光斑的調(diào)試，掌握光纖與光源的耦合方法3了解并掌握遠場光斑測量光線數(shù)值孔徑的方法4了解光纖數(shù)值孔徑的物理意義實驗目的第2頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月一數(shù)值孔徑定義數(shù)值孔徑是多模光纖的一個重要光學參數(shù)，它表征多模光纖集光能力大小及與光源相和難易程度，同時對連接損耗、微彎損耗、宏彎損耗、衰減溫度特性和傳輸帶寬都有影響。通常，根據(jù)折射率分布測量方法將數(shù)值孔徑定義如下：根據(jù)光纖折射率分布得出的最大理論數(shù)值孔徑定義：n1——光纖芯的最大折射率N2——包層的折射率實驗原理與裝置第3頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月1.最大理論數(shù)值孔徑NAth

2.遠場數(shù)值孔徑NAff數(shù)值孔徑第4頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月2）遠場數(shù)值孔徑NAff

遠場數(shù)值孔徑是通過測量光纖遠場分布確定的。遠場數(shù)值孔徑NAff的定義為光線遠場輻射圖上光強下降到最大5%的半角的正弦值。

（3）NAth與NAff之間的關系

NAth與NAff之間的關系與測量波長有關。測量遠場光強分布大多在850nm波長上進行，而測量折射率分布通常則在540nm或633nm波長上進行。對于這些波長，它們間的關系如下：第5頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月步驟將幾根光纖成股扎在一起。（由于光纖直徑比較小，單根處理不僅效率低而且端面質(zhì)量不好。）端面研磨（一般都要經(jīng)過二道基本工序：粗磨、精磨。）端面拋光（對于光纖應用而言，比如光纖傳感和光纖照明，光纖端面拋光非常重要。）塑料光纖端面處理第6頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月端面研磨方法：

把砂紙放在平整的水平面上，一手那光纖，另一手按住砂紙，使端面與砂紙垂直，然后研磨光纖，纖粗磨再精磨，要求光纖軌跡是圓，并且先順（逆）時針后逆（順）時針運動；

端面拋光把拋光材料放在平整的水平面上，一手拿光纖，另一手拿拋光材料表面，使端面與拋光材料表面垂直，然后拋光光纖，要求光纖軌跡是圓，并且先順(逆）時針后逆（順）時針運動；端面處理方法第7頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月實驗步驟打開半導體激光器電源，校正實驗系統(tǒng)；測試輸出孔徑角；計算光纖數(shù)值孔徑；關掉He-Ne激光器電源，實驗結束；第8頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月實驗裝置：半導體激光器及電源、讀數(shù)旋轉平臺、光纖微調(diào)架、游標卡尺、觀察屏實驗系統(tǒng)如下圖

測量步驟：對上圖做粗略的估測，在暗室中將光纖出射的遠場通過坐標格投影到觀察屏上，測量出射光纖到觀察屏的距離L和光斑直徑D而求得測量方法第9頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月1.打開半導體激光器電源，校正實驗系統(tǒng)（1）調(diào)整半導體激光器，使激光束平行于實驗臺前；（2）調(diào)整旋轉臺，使半導體激光器發(fā)出的激光束通過旋轉軸線；（3）取待測光纖，處理光纖兩端面之后，一端經(jīng)旋轉臺上的光纖微調(diào)架與激光束耦合，另一端對準觀察屏；（4）調(diào)節(jié)光纖微調(diào)架上的聚焦透鏡，使透鏡出光光速盡可能細，且使光束耦合進入光纖；（5）仔細調(diào)整5維光纖微調(diào)架，使光纖端面準確位于旋轉臺軸心線上，并輔助調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)架各部分裝置，是光纖輸出功率最大，衡量標準是觀察屏上出現(xiàn)一個很亮、圓形、紅色光斑；（6）當光纖出光端比較亮時，不要長時間直視光纖出光端，以免傷害眼睛；實驗步驟第10頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月2.測試輸出孔徑角

（1）固定光纖輸出端；

（2）置遮光屏距光纖輸出端L處，則在遮光屏上顯示出光纖輸出光斑，其直徑為D；

（3）用游標卡尺準確測量L和D的值（測量多次取平均值），則得輸出孔徑角為

3.