多模光纖準直器ZEMAX設計建模

2020-12-05 OFweek光電新聞網

　　由於單件非球面透鏡的加工成本非常昂貴，直接採用了Thorlabs公司的C230TME2B型非球面準直透鏡(數值孔徑為0.55，焦距為4.51)進行建模仿真。在序列模式下，輸入透鏡參數，中心波長選擇980nm，優化函數選擇RMS+Wavefront，對透鏡工作距離進行優化，優化後的參數如表1所示。由圖2可以得出準直度為0.158mrad。

　　圖2準直透鏡的點列圖

　　在準直系統確定之後，在表1中「STO」面前插入非序列組件(NSC)，並在出口埠位置(ExitLocZ)處設置埠位置大於光纖長度(否則ZEMAX程序將會出現錯誤信息)。在非序列組件編輯器(NSCE)中對芯徑為100μm，數值孔徑為0.37的多模石英光纖進行仿真建模，結構參數如表2所示。

　　表1非球面準直透鏡的結構參數

表2多模光纖結構參數

　　　　為了優化方便，在光纖與準直透鏡之間加入一個標準面。在點列圖的監控下，改變該標準面的厚度對光纖準直器的工作距離進行人工優化。達到最佳準直時，準直度為6.256mrad，點列圖如圖3所示。由於多模光纖的芯徑較粗(d>50μm)，因此可以用幾何光學計算模型來做近似分析。雖然這種分析沒有波動理論那麼嚴密，但卻能夠非常準確地提供描述連接損耗及各種影響因素的有用信息。在ZEMAX軟體中，幾何像分析(GIA)工具可以計算光學系統和多模光纖的耦合效率。計算出考慮菲涅爾衍射時的系統耦合效率，如圖4所示，光纖準直器系統的耦合效率為83.818%。

　　圖3多模光纖準直器的點列圖

　　圖4多模光纖準直器的耦合效率

相關焦點

  • ZEMAX在多模光纖準直器設計中的應用
    本文利用ZEMAX軟體進行多模光纖準直器的設計。在ZEMAX開發環境下建立多模光纖準直器光路系統的理論模型，通過人工優化的方法，設計並製作了可調焦的多模光纖準直器，仿真結果與實際結果相一致，證實了利用ZEMAX進行多模光纖準直器設計的可行性和準確性。利用所建立的模型，分析了各種因素對光纖準直器耦合效率和準直度的影響。
  • 2014年全球光纖準直器透鏡市場達2.87億美元
    現階段，單個透鏡光纖準直器組件在整體市場中的份額領先，其2014年的份額超過80%。　　ElectroniCast光器件小組負責人Stephen Montgomery表示，光纖準直透鏡組件是光器件行業發展的一個關鍵指標。　　2014年，全球應用於光通信的光纖準直器透鏡組件的消費值達到2.87億美元，年增幅為8.7%。
  • 如何選用單模光纖與多模光纖
    這種現象叫做光纖的模式色散（又叫模間色散）。模式色散會使多模光纖的帶寬變窄，降低了其傳輸容量，因此多模光纖僅適用於較小容量的光纖通信。總之多模光纖芯徑大（62.5mm或50mm），允許上百個模式傳輸，色散大，工作波長在850nm。
  • 多模光纖和單模光纖
    4、根據網絡應用和光纜應用參數選擇單模和多模光纜，通常室內和短距離應用以多模光纜為主，室外和長距離應用以單模光纜為主。五、光纖越來越接近用戶終端，「光纖到桌面」的意義和系統設計時需要注意哪些因素？「光纖到桌面」在水平子系統的應用中，和銅纜的關係是相輔相成不可或缺的。
  • 長飛特種光纖系列之四:用於分布式測溫系統的多模光纖和少模光纖
    因此，可以很好的解決以上難題，兼具精度要求及連續監測功能的分布式光纖測溫系統（簡稱DTS）應運而生。   由於多模光纖的拉曼增益高、受激閾值高，因此成熟的分布式測溫產品多採用多模光纖作為傳感光纖。但傳統的通信多模光纖僅優化了波長850nm和1300nm處的衰減，較高的C波段衰減嚴重影響了長距離測量的信噪比，另一方面較大的模間色散會造成長距離測試下空間解析度的劣化。
  • 單模光纖與多模光纖的選擇方法
    單模光纖是黃色，多模光纖50μm或是62.5μm通常都是橘色。10GB多模光纖通常是水藍色（Aqua）。若不知道光纖線的顏色，則就必須確認光纖線的規格。以下是一些常見的規格區分方式。什麼是單模與多模光纖?他們的區別是什麼?　單模與多模的概念是按傳播模式將光纖分類──多模光纖與單模光纖傳播模式概念。
  • 多模光纖中的非線性光學
    現代通信系統基於單模光纖組成的網絡，隨著通信容量需求的不斷增長已顯力不從心。因此將傳輸多個橫向模式的多模光纖用於通信已成為新興技術趨勢。另外多模光纖超大的有效模面積使其能夠突破單模光纖雷射器的功率瓶頸，在超高功率光纖雷射器方面具有較大潛力。多模光纖中各個模式間的複雜相互作用，能夠產生比單模光纖更加豐富的非線性光學現象。
  • 光纖入戶是單模還是多模光纖?單模、多模光纖的區別及應用場景
    單模光纖：只有一種傳輸模式，光在單模光纖中直線傳播，無反射。單模光纖纖芯直徑8um-10um，包層直徑位125um。什麼是多模光纖？多模光纖：可以承載多路光纖信號，可以傳輸多種模式的光。多模光纖直徑5um-62.5um，包層直徑為125um。多模光纖和多模光纖的區別？光源的區別：單模光纖以雷射器為光源，可以精確控制；多模光纖以LED作為光源，產生的光較為分散。
  • 技術解讀:高亮度多模光纖雷射器優勢何在?
    一般來說，光束質量M2＜1.3稱為單模雷射，1.3＜M2＜2為準單模雷射，M2＞2為多模雷射。在多模雷射裡面，2＜M2＜4可以稱之為高亮度多模雷射器。高亮度多模雷射器雖然屬於多模雷射，但是它仍然保持了很多單模雷射高亮度的特性，同時在成本控制、穩定性以及抑制非線性效應等等方面都比單模或準單模雷射要好很多，所以在某些應用領域呈現出無可替代的優勢。
  • 單模光纖與多模光纖的區別與選擇
    但有用戶就使用過程就發現，光纖有單模光纖與多模光纖的區別，那麼這兩者之間有什麼區別，各適應什麼樣的場合，本文章就在此做一簡單解答。 　　首先，不管單模光纖還是多模光纖，都是為了遠距離高質量的傳輸數據的，不同點就在於光的傳輸方式不同，光在單模光纖中是沿著直線進行傳播的，不反射，所以其傳播距離非常遠。而多模光纖則可以承載多路光信號的傳送。
  • 單模多模光纖的區別
    問：單模光纖和多模光纖有什麼區別？答：單模光纖採用固體雷射器做光源；多模光纖則採用發光二極體做光源；單模光纖傳輸頻帶寬、傳輸距離長，但因其需要雷射源，成本較高；多模光纖傳輸速度低、距離短，但其成本比較低；單模光纖芯徑和色散小，僅允許一種模式傳輸；多模光纖芯徑和色散大，允許上百種模式傳輸。
  • 一分鐘了解光纖、單模光纖、多模光纖
    光纖按傳輸模式分為單模光纖（Single Mode Fiber）和多模光纖（Multi Mode Fiber）。光以一特定的入射角度射入光纖，在光纖和包層間發生全發射，當直徑較小時，只允許一個方向的光通過，即為單模光纖；當光纖直徑較大時，可以允許光以多個入射角射入並傳播，此時就稱為多模光纖。
  • 單模與多模光纖的區別
    在頭3000英尺的距離下，多模光纖可能損失其LED光信號強度的50%，而單模在同樣距離下只損失其雷射信號的6.25%。在應用中，選擇多模還是單模的最常見決定因素是距離。如果只有兒英裡，首選多模，因為LED發射/接收機比單模需要的雷射便宜得多。如果距離大於5英裡，單模光纖最佳。
  • 工業級光纖收發器單/多模光纖的區別?
    光纖收發器按在光纖中的傳輸模式可分為：單模光纖和多模光纖，單模光纖收發器和多模光纖收發器最根本的區別就是傳輸距離遠近。今天，就由飛暢科技的小編來為大家介紹下工業級光纖收發器的單/多模光纖的區別？單/多光模塊的區別及其應用方法？一起來看看吧！
  • 單模光纖、單模光纜、多模光纖、多模光纜,你分得清嗎?
    我們在做綜合布線的時候，經常用到光纖光纜。可是常常會讓許多朋友感到疑惑，到底光纖和光纜有什麼區別？單模光纖、單模光纜、多模光纖、多模光纜又是什麼？下面我們一同前去了解一下。光纖和光纜有什麼區別通常我們泛指的光纖與光纜，大家習慣統稱為同一個產品。
  • 單模光纖和多模光纖的區別
    根據傳輸點模數的不同，光纖可分為單模光纖和多模光纖。所謂"模"是指以一定角速度進入光纖的一束光。單模光纖採用固體雷射器做光源，多模光纖則採用發光二極體做光源。多模光纖允許多束光在光纖中同時傳播，從而形成模分散(因為每一個「模」光進入光纖的角度不同它們到達另一端點的時間也不同，這種特徵稱為模分散。)
  • 選擇園區網絡基礎設施:單模光纖與多模光纖的區別?
    單模光纖和多模光纖的區別？選擇的將會是光纖，然而，是哪種光纖呢？在討論到底在哪裡使用多模光纖才有意義這個問題之前，我們先來了解一下必須使用單模光纖的應用： 1、距離 – 如果希望在 40 Gbps 的速度下運行，並且傳輸超過 150 米的距離，那麼單模光纖就是唯一的出路，因為該應用超出了多模光纖的能力2、數據速率 – 在速度超過 100 Gbps
  • 單模光纖與多模光纖的全面易懂的簡介
    作為通信人，光纖跳線作為最基本、最常用的產品，其分類與應用大多都能信手拈來。但作為路人甲或普通用戶，對這些不同顏色的線確實有點蒙圈，用一句通俗易懂的話來介紹，單模光纖（通常為黃色）適用於遠距離通信傳輸，多模光纖（通常為橙色、水藍色等其他顏色）適用於短距離通信傳輸。
  • 如何選擇多模光纖和單模光纖
    1、光纖分類　　光纖按光在其中的傳輸模式可分為單模和多模。多模光纖的纖芯直徑為50或62.5μm，包層外徑125μm，表示為50/125μm或62.5/125μm。單模光纖的纖芯直徑為8.3μm，包層外徑125μm，表示為8.3/125μm。
  • 一文讀懂多模光纖和單模光纖的聯繫與區別!
    這種現象叫做光纖的模式色散。 　　模式色散會使多模光纖的帶寬變窄，降低了其傳輸容量，因此多模光纖僅適用於較小容量的光纖通信。 　　二、單模光纖 　　當光纖的幾何尺寸可以與光波長相近時，光纖只允許一種模式在其中傳播，其餘的高次模全部截止，這樣的光纖叫做單模光纖。