基于非球面透镜的空间光场光纤耦合系统研究.PDF

第 卷第 期 光 子 学 报 ４１ ９ 　 　 　 Ｖｏｌ．４１Ｎｏ．９ 年 月 　　　　　　　　　　　　 ２０１２ ９ Ｓｅｔｅｍｂｅｒ２０１２ ＡＣＴＡＰＨＯＴＯＮＩＣＡＳＩＮＩＣＡ ｐ ： ／ 犱狅犻１０．３７８８ ｚｘ１０５３ ｇ 基于非球面透镜的空间光场光纤耦合系统研究 李仕春，华灯鑫，宋跃辉，田小雨 （西安理工大学 机械与精密仪器工程学院，西安 ７１００４８） 摘 要：针对全光纤激光雷达中空间光场与单模光纤的耦合问题，设计了基于非球面透镜的望远镜 　 光纤耦合系统 利用 软件以单模光纤耦合效率为优化目标对其结构参量进行优化设计， ． ＺＥＭＡＸ 然后分别用 和激光器作为光源进行初步实验，比较直接耦合和非球面透镜耦合效果 实验结 ＬＥＤ ． 果表明，采用非球面透镜耦合可使多模光源的耦合效率比直接耦合增加约４７％，与仿真结果 ４５％ 非常接近，且不同芯径耦合光功率之比大略等于芯径比平方；而该耦合方式可使单模光源的耦合效 率增加约２０％，且耦合进不同小芯径光纤的耦合效率之比约为其芯径比平方的２．４倍，这对构建 全光纤转动喇曼激光雷达系统具有重要意义． 关键词：大气光学；全光纤激光雷达；光纤耦合系统；非球面透镜；单模光纤 中图分类号： ； 文献标识码： 文章编号： （ ） ＴＮ９５８．９８ ＴＰ７２２．４ Ａ １００４４２１３２０１２０９１０５３６ 　　 　　 ［ ］ １３ 比或模式数量比的限制 ，但是该方法需要选择合 ０ 引言 　 适的晶体，且对空间结构稳定性要求较高，不适用于 将空间光场高效耦合进较小芯径光纤特别是单 正在研究的全光纤激光雷达系统 非球面透镜以其 ． ［ ］ １２ 灵活的光场分布调整能力已应用于激光光束整 模光纤的技术已广泛用于光纤激光器 、空间激光 ［ ］ １４ ［ ］ ［ ］ 形 ，另外非球面透镜具有很强的集光能力，这或 ３４ ５６ 通信 和天文观测 等研究领域 当前本文研究 ． 组提出的全光纤转动喇曼激光雷达研究课题将采用 许可提高空间光场耦合进单模光纤的效率．