C-lens光纤准直器点精度优化分析

利用矩阵光学理论中的传输矩阵法,给出了C-lens结构参数与点精度之间的函数关系式。基于该公式,论文讨论了C-lens透镜的光纤出射点到倾斜面的距离d、C-lens透镜折射率n_l、光端面和C-lens端面倾角θ、球面曲率半径R以及长度L等结构参数变化时对点精度的影响,计算结果表明:在d固定的情况下,R和L的调整范围都较小,当d=0.2 mm时,R、L改变引起点精度的改变量分别为0.019°、0.03°,造成的原因是焦距f与n_l、R、L有关,且互相制约,限定了R和L的调整范围,使得点精度改变也较小;当f分别取0 mm、0.1 mm和0.2 mm时,点精度分别为-0.493°、-0.257°、-0.03°,其原因是要有效地降低点精度,需要R、L、d中的任意两个参数改变;利用论文得到的计算公式可以分析不同类型的光纤准直器的点精度,并得出其点精度合适的优化途径。

基于Zemax的C-lens光纤准直器点精度分析

为了解决市场对小点精度光纤准直器的日益增长要求,通过运用高斯光学和几何光学理论,使用Zemax软件对C-lens准直器进行建模,给出了不同的因素对光纤准直器点精度的影响规律。从实际产品和生产工艺角度出发,在透镜焦距为1.91 mm的限定条件下,分析了元件角度、透镜球面偏心、C透镜长度、C透镜材质的改变对点精度的影响规律。模拟的结果表明:当元件的角度为0°时,点精度为0°;当透镜球面偏心为0 mm,且没有角度影响时,光纤准直器的点精度为0°;当C透镜的长度正好等于0.25P时,点精度达到最小值0°;当C透镜材质为Silica时,点精度达最小值为0.38°。将分析结果结合工业生产工艺指标进行了讨论,提出了实际应用改善的方向。通过案例分析,提出了点精度优化0.45°的方向,Zemax模拟平均值为0.95°,样品测试平均值为0.76°,结果表明Zemax对光纤准直器的点精度分析具有一定的指导意义。