光纤耦合是采用光学系统对一端的光束进行准直、整形、变换,进一步耦合到另一端光纤中的一个过程。一方面能够改善光束质量,另一方面由于光纤柔软可弯曲,掺镱光纤可以将光能量导向任意方向,极大提高应用范围。
直接耦合
直接耦合是使光纤直接对准光源输出的光进行的“对接”耦合。通常情况下,主要包括光纤直接耦合和光纤微透镜直接耦合两种。这种耦合方式具有灵活方便、加工制作简单的优点。
光纤直接耦合
所谓的光纤直接耦合就是将激光器直接与光纤对准连接。大模场光纤通常情况下,光纤芯径的匹配以及光纤数值孔径NA的匹配是影响光纤直接耦合效率的主要原因。
光纤微透镜直接耦合
减小透镜焦距可以提高耦合效率,传能光纤要得到最小的透镜,就是直接将光纤端面制成一定大小和形状的微透镜,然后直接对准激光器进行耦合。光纤端面使用一定的加工工艺制作成这种锥形得光纤耦合效率较高,制作工艺较简单,且体积小,价格低。把光纤端面加工成半球形得微透镜,则相当于增加了系统中的数值孔径,可以提高耦合效率。示意图如下图所示。
光学透镜耦合
光学透镜耦合法是目前光源和光纤耦合时常用的方法之一。一般可分为单透镜、自聚焦透镜和组合透镜系统等。