关于高斯光束经过光纤的传输: Understanding High-Power Fiber-Optic Laser Beam Delivery.pdf_关于高斯光束经过光纤的传输

1。高斯光束耦合进光纤，再从中出来，光束的横向分布在数学表达上是什么样的？还是高斯的吗？

2.    出来以后在自由空间的传输还遵从高斯光束的传播规律吗？比如能否还用传输矩阵表达？

3.    假如耦合前的高斯光束是线偏振的，经过光纤后其偏振态是什么样的？

4.    假如光束能耦合进小芯径光纤（比如300），却耦合进了大芯径的光纤（比如400，当然数值孔径相同的光纤），输出后的光束质量是不是要劣于小芯径的啊？如果是的话劣化的程度如何？

突然想起了这一连串的问题，有点闹不明白，请能给出比较权威答案的大虾一解困扰。以前问过一些人也没得出明确的答案。
当然不是大虾的童鞋也欢迎热烈讨论。。

1.分布无显式表达，不是高斯光束，应该是类高斯光束。
2.通常用几何光学来表达。
3.我不知道。
4.是的。经过光纤后，光束质量会变差。

只说一下自己的看法，不负责正确性的论证。
1.光纤有点像一个搅拌器，会将入射的光束进行匀化。多模光进去后，光斑模式会明显变化，会更均匀一些。高斯光速经过光纤应该也受匀化的影响，但具体影响有多大，我不清楚。
2.输出光束应该还可以按高斯光速来分析。公式本生都是些近似推导。
3.这个没测试过，纯理论上来看，线偏光经过无数次反射后还是线偏，如果光纤里面没有会发生旋光的物质，应该会线进线出。
4.如果不改变入射光的发散角，结果肯定是400的光束质量差。但是，400的光纤比300的可以接受更大的入射光斑，相同光束质量的的入射光速，可以以更小的发散角入射，输出的光束发散角也会小一些。这样的话，就不好说了。

本帖最后由 aerialhorse 于 2011-9-29 15:16 编辑

看看这篇文章吧，兴许有用。

工程物理研究院也有人做过实验：http://www.winafiber.com/index.p ... emid=62&lang=zh

还有这篇比较老的文章，丘军林的

感觉楼主的问题非常有意义，尝试回答一下。

1.答案是和光纤的类型有关，如果高斯光束进入到单模光纤再出来，肯定还是高斯光束。如果是多模光纤（芯径比较粗的光纤）高斯光束会劣化，或者说平顶化，通常说大约50um的芯径一下可以较好的保持高斯。

2.答案参照第一条。

3.看光纤是否是偏振保持光纤，是否进行过线偏振的对轴，否则偏振特性会劣化，比如偏振消光比严重下降。

4.答案基本上是肯定的，会劣化，但是很难说清楚，因为和注入，光纤的结构和类型，纤芯包层的几何尺寸都有关系。比较通俗的说法是更为平顶化。和注入的关系很大。

有没有需要激光剥线机（双头 CO2 四头光纤 /YAG的）需要的的话加QQ号 532231346

6楼答案基本正确，不过多模光纤光束质量其实和入射光有很大关系，
比如一根光纤耦合一个LD光束分布会明显不均匀，耦合多个LD能量分布就较为均匀

光纤输出光的发散半角等于他的NA值

optro 发表于 2012-2-6 19:58
y一群弧度单，还自称光纤专家1

其实大家都知道您除了出言中伤别人旁的啥也不懂，还爱装。如果说不出个货真价实的一二三来，您还是别回复别人的帖子为好。

学习学习！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！

我也有同样的疑问，学习中。。。。。。。。。。。。。。。

liluplanet 发表于 2011-9-30 16:40
6楼答案基本正确，不过多模光纤光束质量其实和入射光有很大关系，
比如一根光纤耦合一个LD光束分布会明显不 ...

我现在要做一组耦合镜将从光纤出射的激光聚焦。之前也做过些类似的工作。但是有些问题没有细细考虑。
激光从光纤出射后是以什么形式传播的？以高斯的形式还是几何光学直线光的形式。我之前在用zemax时，总是将视场设为物高，入瞳类型设为数值孔径。细想就是认定激光从光纤输出，以物高为芯径半径，以数值孔径的theta角发散。
如果激光从光纤输出后是以高斯形式传播的话，那么其束腰是不是就是芯径，其远场发散角为数值孔径的theta角？
如果激光从光纤输出后是以高斯形式传播，那么我用zemax设计一组耦合镜，就会有些问题。首先对于入射光束的设置只能设置为几何光学的形式，虽然有软件里有关于高斯形式的设置，但对于入射光来说，只能设置为几何光学传播的形式。在优化，消像差时，像差的定义本身就是基于几何光学，实际软件在设计，优化时就是认为光线是在直线传播。虽然软件有物理光学传播的功能，但实际上在像差的消除，系统参数的给定的参数依然是基于几何光学来说的。软件的物理光学传播的功能，只是让光线以物理光学形式走一遍的系统，得出一些图形。实际软件在设计，优化，消像差，提高光学性能时，zemax依然认定光线是直线传播。这样子zemax得出的结果不就是不符合实际的情况？
请赐教

弥勒发表于 2011-9-27 09:44
只说一下自己的看法，不负责正确性的论证。
1.光纤有点像一个搅拌器，会将入射的光束进行匀化。多模光进去 ...

我现在要做一组耦合镜将从光纤出射的激光聚焦。之前也做过些类似的工作。但是有些问题没有细细考虑。
激光从光纤出射后是以什么形式传播的？以高斯的形式还是几何光学直线光的形式。我之前在用zemax时，总是将视场设为物高，入瞳类型设为数值孔径。细想就是认定激光从光纤输出，以物高为芯径半径，以数值孔径的theta角发散。
如果激光从光纤输出后是以高斯形式传播的话，那么其束腰是不是就是芯径，其远场发散角为数值孔径的theta角？
如果激光从光纤输出后是以高斯形式传播，那么我用zemax设计一组耦合镜，就会有些问题。首先对于入射光束的设置只能设置为几何光学的形式，虽然有软件里有关于高斯形式的设置，但对于入射光来说，只能设置为几何光学传播的形式。在优化，消像差时，像差的定义本身就是基于几何光学，实际软件在设计，优化时就是认为光线是在直线传播。虽然软件有物理光学传播的功能，但实际上在像差的消除，系统参数的给定的参数依然是基于几何光学来说的。软件的物理光学传播的功能，只是让光线以物理光学形式走一遍的系统，得出一些图形。实际软件在设计，优化，消像差，提高光学性能时，zemax依然认定光线是直线传播。这样子zemax得出的结果不就是不符合实际的情况？
请赐教

lilook 发表于 2011-9-24 23:45
1.分布无显式表达，不是高斯光束，应该是类高斯光束。
2.通常用几何光学来表达。
3.我不知道。

我现在要做一组耦合镜将从光纤出射的激光聚焦。之前也做过些类似的工作。但是有些问题没有细细考虑。
激光从光纤出射后是以什么形式传播的？以高斯的形式还是几何光学直线光的形式。我之前在用zemax时，总是将视场设为物高，入瞳类型设为数值孔径。细想就是认定激光从光纤输出，以物高为芯径半径，以数值孔径的theta角发散。
如果激光从光纤输出后是以高斯形式传播的话，那么其束腰是不是就是芯径，其远场发散角为数值孔径的theta角？
如果激光从光纤输出后是以高斯形式传播，那么我用zemax设计一组耦合镜，就会有些问题。首先对于入射光束的设置只能设置为几何光学的形式，虽然有软件里有关于高斯形式的设置，但对于入射光来说，只能设置为几何光学传播的形式。在优化，消像差时，像差的定义本身就是基于几何光学，实际软件在设计，优化时就是认为光线是在直线传播。虽然软件有物理光学传播的功能，但实际上在像差的消除，系统参数的给定的参数依然是基于几何光学来说的。软件的物理光学传播的功能，只是让光线以物理光学形式走一遍的系统，得出一些图形。实际软件在设计，优化，消像差，提高光学性能时，zemax依然认定光线是直线传播。这样子zemax得出的结果不就是不符合实际的情况？
请赐教

弥勒发表于 2011-9-27 09:44
只说一下自己的看法，不负责正确性的论证。
1.光纤有点像一个搅拌器，会将入射的光束进行匀化。多模光进去 ...

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