光斑法測(cè)光纖

光斑法測(cè)光纖第一頁，共十二頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)會(huì)光纖端面處理技術(shù)2學(xué)會(huì)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(yuǎn)場(chǎng)光斑測(cè)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(shí)驗(yàn)?zāi)康牡诙?，共十二頁?022年，8月28日一數(shù)值孔徑定義數(shù)值孔徑是多模光纖的一個(gè)重要光學(xué)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(shí)對(duì)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(cè)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(shí)驗(yàn)原理與裝置第三頁，共十二頁，2022年，8月28日1.最大理論數(shù)值孔徑NAth

2.遠(yuǎn)場(chǎng)數(shù)值孔徑NAff數(shù)值孔徑第四頁，共十二頁，2022年，8月28日2）遠(yuǎn)場(chǎng)數(shù)值孔徑NAff

遠(yuǎn)場(chǎng)數(shù)值孔徑是通過測(cè)量光纖遠(yuǎn)場(chǎng)分布確定的。遠(yuǎn)場(chǎng)數(shù)值孔徑NAff的定義為光線遠(yuǎn)場(chǎng)輻射圖上光強(qiáng)下降到最大5%的半角的正弦值。

（3）NAth與NAff之間的關(guān)系

NAth與NAff之間的關(guān)系與測(cè)量波長有關(guān)。測(cè)量遠(yuǎn)場(chǎng)光強(qiáng)分布大多在850nm波長上進(jìn)行，而測(cè)量折射率分布通常則在540nm或633nm波長上進(jìn)行。對(duì)于這些波長，它們間的關(guān)系如下：第五頁，共十二頁，2022年，8月28日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(duì)于光纖應(yīng)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六頁，共十二頁，2022年，8月28日端面研磨方法：

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(shí)針后逆（順）時(shí)針運(yùn)動(dòng)；

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(shí)針后逆（順）時(shí)針運(yùn)動(dòng)；端面處理方法第七頁，共十二頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)步驟打開半導(dǎo)體激光器電源，校正實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)；測(cè)試輸出孔徑角；計(jì)算光纖數(shù)值孔徑；關(guān)掉He-Ne激光器電源，實(shí)驗(yàn)結(jié)束；第八頁，共十二頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)裝置：半導(dǎo)體激光器及電源、讀數(shù)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、光纖微調(diào)架、游標(biāo)卡尺、觀察屏實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)如下圖

測(cè)量步驟：對(duì)上圖做粗略的估測(cè)，在暗室中將光纖出射的遠(yuǎn)場(chǎng)通過坐標(biāo)格投影到觀察屏上，測(cè)量出射光纖到觀察屏的距離L和光斑直徑D而求得測(cè)量方法第九頁，共十二頁，2022年，8月28日1.打開半導(dǎo)體激光器電源，校正實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（1）調(diào)整半導(dǎo)體激光器，使激光束平行于實(shí)驗(yàn)臺(tái)前；（2）調(diào)整旋轉(zhuǎn)臺(tái)，使半導(dǎo)體激光器發(fā)出的激光束通過旋轉(zhuǎn)軸線；（3）取待測(cè)光纖，處理光纖兩端面之后，一端經(jīng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的光纖微調(diào)架與激光束耦合，另一端對(duì)準(zhǔn)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(xì)，且使光束耦合進(jìn)入光纖；（5）仔細(xì)調(diào)整5維光纖微調(diào)架，使光纖端面準(zhǔn)確位于旋轉(zhuǎn)臺(tái)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(biāo)準(zhǔn)是觀察屏上出現(xiàn)一個(gè)很亮、圓形、紅色光斑；（6）當(dāng)光纖出光端比較亮?xí)r，不要長時(shí)間直視光纖出光端，以免傷害眼睛；實(shí)驗(yàn)步驟第十頁，共十二頁，2022年，8月28日2.測(cè)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(biāo)卡尺準(zhǔn)確測(cè)量L和D的值（測(cè)量多次取平均值），則得輸出孔徑角為