1 昆明理工大学 信息工程与自动化学院，云南昆明650500
2 云南省绿色能源与数字电力量测及控保重点实验室，云南昆明650500
针对直接对准型离轴式光纤旋转连接器中自聚焦透镜准直器出射光斑小、光纤耦合损耗大和有效对准时间短的问题，本文提出了一种由双合透镜和热扩芯光纤构成的大光斑光纤准直器。基于出射光斑在相对旋转过程中重叠面积的周期性变化规律，分析了准直器间存在径向误差和角向误差时的耦合损耗变化。根据转子圆环和出射光斑尺寸得到耦合损耗为3 dB时的理论有效对准时间。为此搭建了光纤耦合实验平台测试其耦合性能及有效对准时间。实验结果表明，光纤准直器采用的单模光纤模场直径越大耦合损耗越低，其中模场直径为28 μm时耦合损耗低至0.22 dB。在转速为60 r/min时，通过光电转化和函数拟合得到四种模场直径光纤准直器的有效对准时间。模场直径为17 μm时最大有效对准时间为7.05 ms，与理论值7.1672 ms基本一致。最后应用光纤布拉格光栅传感实现无接触式传输光信号。这种设计为大光斑离轴式光纤旋转连接器的研究及其在光纤传感领域的应用提供了理论和技术支撑。
离轴 光纤旋转连接器 双合透镜 热扩芯光纤 光纤耦合 off-axis fiber optic rotary joint double lens thermal expansion core fiber optical fiber coupling 光学 精密工程
2023, 31(10): 1443
闽江学院 物理学与电子信息工程系，福州 350108
采用氢氧焰对单模光纤加热的方法制备了热扩芯光纤，利用所制备的热扩芯光纤制作了一种全光纤MZ干涉滤波器.将该MZ滤波器嵌入Sagnac滤波器中，构建了一种新型可调谐Sagnac干涉滤波器，其透射谱由Sagnac干涉与MZ干涉的非相干叠加而成.利用该Sagnac滤波器，搭建了宽带可调谐掺铒光纤激光器.通过调节Sagnac滤波器中的偏振控制器，实现了输出激光的可调谐功能.实验结果表明：激光器的输出波长在1 540.3~1 581.2 nm范围内可调.激光输出谱的平坦度优于2 dB，激光的边模抑制比超过45 dB，而激光的3 dB线宽小于0.1 nm.
热扩芯光纤 MZ干涉 Sagnac滤波器 光纤激光器 Thermally expanded core fiber MZ filter Sagnac filter Fiber laser
1 上海理工大学光电信息与计算机工程学院， 上海 200093
2 上海市现代光学系统重点实验室， 上海 200093
3 五邑大学薄膜与纳米材料研究所， 广东 江门 529020
为了提高光纤和光器件之间的耦合效率，设计了由热扩芯光纤和自聚焦透镜构成的新型热扩芯光纤准直器。理论上分析了热扩芯光纤准直器的基本结构参数与光学特性的关系以及由3种失配导致的耦合插入损耗。研究发现，热扩芯光纤准直器的耦合特性与自聚焦透镜的参数有关，热扩芯光纤准直器在轴向间距和角度偏差上的耦合失配容限明显优于普通光纤准直器，横向位移损耗则高于普通光纤准直器。采用模场半径为15.4 μm的热扩芯光纤与自聚焦常数为0.295 mm-1的自聚焦透镜制备了热扩芯光纤准直器，并对热扩芯光纤准直器因3种失配导致的耦合插入损耗进行了理论和实验比较，结果表明实验数据与理论吻合较好，说明所设计的热扩芯光纤准直器可用于长距离光耦合和旋转连接器件。
光纤光学 热扩芯光纤 自聚焦透镜 光纤准直器 耦合插入损耗 激光与光电子学进展
2012, 49(6): 060602
