球形端面光纤与黑体光源耦合效率分析

宋超鑫; 雷小华; 谢磊; 刘显明; 陈伟民

doi:doi:10.3788/gzxb20204909.0906001

光子学报, 2020, 49 (9): 0906001, 网络出版: 2020-12-26

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Coupling Efficiency of Light Intensity from Blackbody Cavity into Spherical Optical Fiber

宋超鑫雷小华 ^*谢磊刘显明陈伟民

作者单位

重庆大学光电工程学院, 光电技术及系统教育部重点实验室, 重庆 400044

图 & 表

图 1. 光锥型黑体辐射腔光能耦合模型

Fig. 1. Light-energy coupling model of light-cone blackbody radiation cavity

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图 2. 一定距离处的朗伯发光体辐射强度示意图

Fig. 2. Schematic diagram of Lambertian radiant intensity at a certain distance

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图 3. 熔球型光纤端面示意

Fig. 3. Schematic of the end of fused-ball fiber

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图 4. 辅助光路(0≤x < r_s(1-cos θ))

Fig. 4. Auxiliary light path (0≤x < r_s(1-cos θ))

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图 5. 辅助光路(r_s(1-cos θ)≤x < 0.4r_s)

Fig. 5. Auxiliary light path (r_s(1-cos θ)≤x < 0.4r_s)

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图 6. 球形端面光纤端面耦合光强与曲率半径之间的关系

Fig. 6. Relationship between coupling light intensity and curvature radius of the end face of spherical fiber

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图 7. 不同曲率半径的球端面光纤

Fig. 7. Spherical fiber with different curvature radius

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图 8. 球形端面光纤涂覆黑体增强材料的黑体腔结构

Fig. 8. Black-body cavity structure of spherical end-face fiber coated with black-body reinforcement

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图 9. 实验系统示意

Fig. 9. Schematic of the experimental system

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图 10. 不同温度和球端面光纤直径下耦合光强与波长之间的关系

Fig. 10. Relationship between coupling light intensity and wavelength at different temperatures and spherical fiber diameters

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图 11. 不同温度下曲率半径与耦合强度的关系

Fig. 11. Relationship between curvature radius and coupling strength at different temperatures

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宋超鑫, 雷小华, 谢磊, 刘显明, 陈伟民. 球形端面光纤与黑体光源耦合效率分析[J]. 光子学报, 2020, 49(9): 0906001. Chao-xin SONG, Xiao-hua LEI, Lei XIE, Xian-ming LIU, Wei-min CHEN. Coupling Efficiency of Light Intensity from Blackbody Cavity into Spherical Optical Fiber[J]. ACTA PHOTONICA SINICA, 2020, 49(9): 0906001.

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图 1. 光锥型黑体辐射腔光能耦合模型

Fig. 1. Light-energy coupling model of light-cone blackbody radiation cavity

图 2. 一定距离处的朗伯发光体辐射强度示意图

Fig. 2. Schematic diagram of Lambertian radiant intensity at a certain distance

图 3. 熔球型光纤端面示意

Fig. 3. Schematic of the end of fused-ball fiber

图 4. 辅助光路(0≤x < r_s(1-cos θ))

Fig. 4. Auxiliary light path (0≤x < r_s(1-cos θ))

图 5. 辅助光路(r_s(1-cos θ)≤x < 0.4r_s)

Fig. 5. Auxiliary light path (r_s(1-cos θ)≤x < 0.4r_s)

图 6. 球形端面光纤端面耦合光强与曲率半径之间的关系

Fig. 6. Relationship between coupling light intensity and curvature radius of the end face of spherical fiber

图 7. 不同曲率半径的球端面光纤

Fig. 7. Spherical fiber with different curvature radius

图 8. 球形端面光纤涂覆黑体增强材料的黑体腔结构

Fig. 8. Black-body cavity structure of spherical end-face fiber coated with black-body reinforcement

图 9. 实验系统示意

Fig. 9. Schematic of the experimental system

图 10. 不同温度和球端面光纤直径下耦合光强与波长之间的关系

Fig. 10. Relationship between coupling light intensity and wavelength at different temperatures and spherical fiber diameters

图 11. 不同温度下曲率半径与耦合强度的关系

Fig. 11. Relationship between curvature radius and coupling strength at different temperatures

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图 1. 光锥型黑体辐射腔光能耦合模型

Fig. 1. Light-energy coupling model of light-cone blackbody radiation cavity

图 2. 一定距离处的朗伯发光体辐射强度示意图

Fig. 2. Schematic diagram of Lambertian radiant intensity at a certain distance

图 3. 熔球型光纤端面示意

Fig. 3. Schematic of the end of fused-ball fiber

图 4. 辅助光路(0≤x < rs(1-cos θ))

Fig. 4. Auxiliary light path (0≤x < rs(1-cos θ))

图 5. 辅助光路(rs(1-cos θ)≤x < 0.4rs)

Fig. 5. Auxiliary light path (rs(1-cos θ)≤x < 0.4rs)

图 6. 球形端面光纤端面耦合光强与曲率半径之间的关系

Fig. 6. Relationship between coupling light intensity and curvature radius of the end face of spherical fiber

图 7. 不同曲率半径的球端面光纤

Fig. 7. Spherical fiber with different curvature radius

图 8. 球形端面光纤涂覆黑体增强材料的黑体腔结构

Fig. 8. Black-body cavity structure of spherical end-face fiber coated with black-body reinforcement

图 9. 实验系统示意

Fig. 9. Schematic of the experimental system

图 10. 不同温度和球端面光纤直径下耦合光强与波长之间的关系

Fig. 10. Relationship between coupling light intensity and wavelength at different temperatures and spherical fiber diameters

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图 4. 辅助光路(0≤x < r_s(1-cos θ))

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图 5. 辅助光路(r_s(1-cos θ)≤x < 0.4r_s)

Fig. 5. Auxiliary light path (r_s(1-cos θ)≤x < 0.4r_s)