人力资源第五章 光纤的制作工艺和光器件.pptVIP

1. 光纤的制造工艺 光纤的制作要求;光纤的制造工艺;光纤预制棒的制作;光纤预制棒的制作;拉丝;拉丝;成品光纤的测试：;其他材料制作的光纤;***自聚焦透镜（Grade,index,Lens） ,,,,,,,渐变折射率材料有径向渐变和轴向渐变折射率材料，自聚焦透镜是使用径向渐变折射率材料制成的透镜，其折射率分布式沿径向渐变的柱状光学透镜。具有准直、聚焦和成像功能。 ,,,,,,,光线在空气中传播当遇到不同介质时，由于介质的折射率不同会改变其传播方向。传统的透镜成像是通过控制透镜表面的曲率，从而完成聚焦和成像功能的。 ,,,,,,,自聚焦透镜同普通透镜(球透镜)的区别在于，自聚焦透镜材料不仅能够使沿径向传输的光产生折射，而且其沿径向逐渐减小的折射率分布，能够实现出射光线被平滑且连续的汇聚到一点。;1、均匀折射率分布材料 2、依靠弯曲的光学界面 ,,,实现光学成像 3、通过非球面来克服像差， ,,,提高成像质量;自聚焦光纤：折射率按平方分布的光纤－光纤的传播轨迹为正弦曲线－经一周期后又会聚到另一点。;优点：1、直径小，体积微型化，焦距超短； 　　　2、端面平面，便于光学加工、系统调节； 　　　3、长度和折射率改变可引起透镜焦距和成像特 　　,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,性的变化，可以起几个普通透镜的作用； ,,,,,,,,,,,,4、像差可通过改变透镜材料组分和离子交换工　　 　　,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,艺来控制； ,　　　5、还可用于弯曲传像; ,,,,,,,,,,,,,6、光线轨迹为sin或cos曲线，可形成“自聚焦”。;,,,,,,,,自聚焦透镜利用了梯度变折射率分布沿径向逐渐减小的变化特征，其折射率变化由下式表述。 N0,——表示自聚焦透镜的中心折射率 A,——表示自聚焦透镜的折射率沿径向分布的常数(聚焦参数)，可以是A或,,,,,。,;自聚焦透镜的重要特性：;0.25P,lens:,on,axis;0.25P,lens：off,axis;0.23P,lens：angle,compress;0.29P,lens：facula,compress;自聚焦透镜的应用： (1),聚焦与准直 ,,,,,,,,透镜在聚焦时存在着结构尺寸大，结构复杂，聚焦光斑大，不能再端面聚焦的缺点，但自聚焦透镜在聚焦时克服了这些缺点。根据自聚焦透镜的传光原理，对于Z=1/4P节距的自聚焦透镜，当从一端面输入是一束平行光时，经过自聚焦透镜后光线汇聚在另一端面上，由球差理论可得自聚焦透镜聚焦点光斑的尺寸公式为：,;(2),光耦合 ,,,,,,,,,,由于自聚焦透镜可以通过水平端面完成聚焦功能，加之其简单圆柱外形，使得其在进行光能量链接及转换中有着很广泛的用途，自聚焦透镜的这种聚焦功能使其能够应用于多种光耦合场所，从而改善普通透镜的光耦合效果。;,,,,,,,,为了达到更好的聚焦效果，会在平端面透镜一端面加工一个1~3mm的曲面，此曲面与使得透镜弥散斑小，因此球面自聚焦透镜可减小聚焦光斑尺寸。;,,,,,,,,L1为光源或光纤到自聚焦透镜端面的距离，Z为自聚焦透镜的长度，L2为自聚焦透镜端面到光纤的距离。为了使光源或光纤发出的光经过自聚焦透镜聚焦后能够有效地耦合进光纤，需要调节L1,和L2的距离来达到最佳耦合效率。,;准直透镜： 　　　许多应用中需要将光纤发出的发散光束变换为平行光束，可通过在光纤输出端加一准直透镜来实现。 　　　准直透镜是将光纤置于自聚焦透镜的焦点上。;上式中，若透镜长度Z取为节距的1/4时，　　　 ，上式成为;耦合透镜： 　　　将光源(LD或另一光纤输出光)的功率有效地耦合进入光纤时，可利用自聚焦透镜作为耦合透镜，将光纤置于自聚焦透镜端面上，也可将多个自聚焦透镜级联。;(3),自聚焦透镜成像 ,,,,,,,,自聚焦透镜除了具备一般曲面透镜的成像功能还具备端面成像的特性。对于P/2及1P截距的自聚焦透镜其端面成像机理如图2.5所示。P/2截距的自聚焦透镜其端面成等大倒像，而1P截距的自聚焦透镜其端面成等大正像。对于P/4截距的自聚焦透镜物在无穷远处时象在其后端面（只要物距远远大于透镜长度时可理解为无穷远）。;等高成像透镜： 　　在复印机、传真机、印刷机等成像光学系统中需要采用1：1成像系统。这时采用自聚焦透镜最为简便，因为一根自聚焦透镜可满足正立、等倍、实像的条件。而普通透镜至少需要三块透镜组合成复合透镜。;光纤准直器： 　　利用自聚焦透镜构成体积小巧的准直器。;2. 光环行器;-450;光束位移器: 由强双折射材料(晶体)制成，它将不同偏振