1、對于一般的多模光纖來說,,彎曲對光纖損耗的影響有什么規(guī)律呢,?
答:對于一般的多模光纖來說(1)當彎曲半徑R是光纖半徑r的100倍以上時就可以不考慮彎曲損耗了;(2)光纖彎曲促進了光束模式間的混合,在R足夠大的情況下,彎曲半徑越小,,光斑內的能量分布越均勻,,截面曲線越平滑。同樣直徑的光纖,,當光纖彎曲半徑相同時,,數值孔徑越大彎曲損耗越小。
2,、激光能量通過單透鏡耦合進光纖時,,耦合效率取決于哪些條件?
答:用透鏡耦合元件的耦合效率取決于三個條件:(1)激光束通過透鏡聚焦后光束腰斑半徑必須小于光纖的纖芯半徑;(2)選擇合理的透鏡焦距,使光束的發(fā)散角小于光纖的數值孔徑角,;(3)透鏡的通光孔徑一般要比光束直徑大一倍,,以減少衍射損耗。
3,、圓錐形光纖兩端的數值孔徑角一樣嗎,?
答、不一樣,,大端的孔徑角小,,小端的孔徑角大。當從大端向小端傳播時,,對于同一光線來說使其傳播模式從低次模向高次模轉變,,導致全反射條件被破壞,部分高次模泄露出光纖造成損耗,。光線從錐形光纖小端向大端傳播時,,光線傳播模式由高次模向低次模轉變,光纖纖芯包層界面的入射角越來越大于臨界角,,大部分能量集中在纖芯中傳播,。
4、影響光纖傳輸激光能量效率的因素有哪些,?
答:影響光纖傳能效率的因素有:入射光束的參數,、光纖端面的粗糙度,、光纖的芯徑、光纖的長度,、光纖的徑向折射率分布,、光纖的彎曲、入射光束與光纖的耦合連接等,。
5,、什么是光學不變量
光學不變量是光學成像的一條基本定律。在一個只由透鏡構成的光學系統(tǒng)中,,像的尺寸與光束和光軸之間夾角的乘積是一個常數,,稱之為光學不變量。
這個結果對任意個數的透鏡都是成立的,,也稱之為拉格朗日不變量或史密斯-亥姆霍茲不變量,。
這個定律基于近軸近似和理想的無像差透鏡。如果考慮現(xiàn)實中透鏡的像差,,上述方程中的等號需要換成大于等于號,,也就是說相差可以使這個乘積有所增加,但沒有任何因素可以使它減小,。
6,、激光通過透鏡后光斑的大小
假定ω為激光入射到透鏡表面光斑的半徑,λ為入射激光的波長,,f為透鏡焦距,,當激光束正入射到透鏡時,ω'為經過透鏡后聚光斑的半徑,,那么ω'=λf/πω,。實際的光斑可能因為透鏡的像差、衍射等原因比通過此公式計算的光斑大,。
光纖損耗表示的是某一波長光強信號的相對變化情況。用“dB/km”表示光信號每公里的損耗常數A,,它與光纖傳輸率T、光纖損耗率R的關系如下:
A=-10lg(T)=-10lg(1-R)(dB/km)
其中,,T=I0/Ii,,R=(Ii-I0)/Ii=1-T,Ii,、I0分別為光纖輸入與輸出端的光強,。
例如,傳輸損耗為10dB,,說明輸出端的信號為輸入端信號功率的10分之1,,即傳輸損耗了90%,。
8、脈沖激光的能量換算
脈沖激光器的發(fā)射的激光是不連續(xù)的,,發(fā)射的能量以功的單位焦耳(J)計,。連續(xù)激光器發(fā)射的能量一般以瓦特(W)計量,即每秒做的功多少焦耳,,表示單位時間內做功多少,。1W=1J/秒。
例如1,,一臺脈沖激光器,,脈沖發(fā)射能量1焦耳,脈沖頻率50Hz,那么每秒鐘激光做功的平均功率為:50x1=50(焦耳),;
例如2,,一臺激光脈沖能量是0.1mJ/次,每次的脈寬20ns,脈沖頻率100KHz,。
那么,平均功率為:0.1x10-3x100x103=10J/s=10W;
峰值功率為:0.1x10-3/20x10-9=5000W
9,、光纖跳線端面的粗糙度對光的反射和透射是否有影響
有影響,當光纖跳線端面不平整時,,入射到光纖表面上的光線經光纖粗糙的表面的反射和透射,,會造成光程差,就會影響光纖傳輸的穩(wěn)定性,。
10,、什么是衍射極限
衍射極限是指一個理想的點物經過光纖系統(tǒng)成像,由于衍射的限制不能得到理想的像點,,而是得到一個以像點為中心的夫朗和費衍射像,。因為一般光學系統(tǒng)的口徑都是圓形,夫朗和費衍射像就是所謂的艾里斑,。每個物點的像是一個彌散斑,,兩個彌散斑靠近后就不好區(qū)分,就限制了系統(tǒng)的分辨率,,這個斑越大,,分辨率越低。這個分辨率的限制由光的衍射造成,,跟成像系統(tǒng)的像差沒有關系,。衍射極限限制了系統(tǒng)的分辨率。