光纤准直器的应用和发展趋势

光纤准直器的应用和发展趋势

程义

光库科技股份有限公司 广东省珠海市 519080

摘要：光纤通信已经成为了当今社会不可缺少的神经系统，在光纤通信高速发展的今天，光纤准直器被广泛的运用在光通信系统之中。本文的研究主要结合了光纤准直器的概念以及具体的设计结构，分析光纤准直器的应用及发展前景。

关键词：光前准直器；应用；发展趋势；价值

引言：光纤准直器是光纤通信系统中重要的器件之一，主要的作用是消耗光源信号的能量，实现信号的连接。光纤准直器具有使用价值的光纤无源器件，在光纤通讯过程中的应用广泛，应用的范围较大。光纤通信目前正在朝向大容量、高速率的方向发展，而光纤准直器正是光纤通信发展的元件之一，因此光纤准直器的重要性日益突出，而光纤准直器也成为了光纤器械中的重要组成器件之一可以有效促进光纤传感、光纤通讯领域的快速发展。

1.光纤准直器及发展

光纤准直器作为光纤通信系统中的重要组成部分，其在光通信系统中具有广泛的应用。光纤准直器的存在可以促进光纤的耦合，通过压缩发散角实现光的准直平行出射，促使光耦合。光纤准直器将自由空间的激光耦合到单模和多模。光纤准直器的体积小，重量轻，光纤准直器还可以有效的将光源元件端面发射，被广泛的应用在光波分复用器、光隔离器和光环形器等多种器件的应用之中。光纤准直器主要是结合自聚焦透镜（或者Clens）的工作原理而形成的。光纤准直器通过透镜就会转化为平行光线，在激光应用中，高斯光束需要通过各种光学元件，光纤准直器就是发散的高斯光束透过透镜（自聚焦透镜、Clens、非球面透镜等），形成准直的高斯光束。光纤准直器作为基本的光学器件，也是光纤通信系统中重要的元件之一，作用和用途就是对于光纤传输的光准直来提高光束间的耦合性。本文的研究主要是结合光纤准直器的相关理论和具体组成部分，分析光纤准直器的使用价值和应用原理。从发展前景的角度来看，2018年全球应用于光通信的光纤准直器透镜组件的消费值达到3.43亿美元，年增幅19.34%。目前单个透镜光纤准直器组件在整体市场中的占主导地位，准直器透镜广泛应用于光子产品中，但他们这份市场研究专注于应用在光通信器件中的微型准直器透镜组件。光准直器透镜成为了光器件行业增长的一个关键指标。

2.光纤准直器的结构

2.1准直器的结构

光纤准直器的基本结构包括pigtail、透镜和外封。根据pigtail的尾纤数量分为单线光纤准直器、双线光纤准直器、四线光纤准直器、阵列光纤准直器等。根据光纤的类别，光纤准直器可分为普通的光纤准直器、保偏光纤准直器和特种光纤准直器。

保偏双线光纤准直器是应用于光环行器中的基本元件，为了确保准直器中双光纤准直器中两路光均以较高的消光比传输，首先要保证光纤的插芯方向是相互垂直的慢轴方向处于一定的角度范围，具体的结构在制作过程中，需要将两根光纤的位置相互对接进行调节，通过来调节来确保光纤准直器中两根光纤的位置，促使两个两根光纤之间的消光比可以达到一定范围，保证具体的元件插入时损耗，均衡元件插入时损耗的均衡值，为更复杂的器件做出保障。

2.2斜端面透镜设计和理论分析

在实际应用中，由于光纤准直器的连接处存在相应的信息光的透射率，相对来就会产生反射，通常情况下，这种反射光也会满足于相应的传输条件，它们将返回光线，不断地放大，严重影响的种子光源或光纤放大器的稳定工作。近几年来光纤准直器的应用实用系统中端面采用斜角（一般角度设计在8度），这样可以在一定程度上确保光纤传输的条件，同时由于大部分的光线在反射的过程中并不能满足光纤传输的要求。因此，通过光纤准直器的应用，很大程度提高回波的损耗（回波损耗一般都在60dB以上），较好地满足器件的使用价值。

3.光纤准直器的应用

光纤准直器的光纤器械被广泛的应用在光通信和光纤传感之中，而光纤准直器也是作为光纤器件之一，应用在光通信系统上。对于光纤准直器是制作光隔离器、光开光、光环形器、光探测器、光衰器件的主要原件。（光纤准直器在插入损耗和回拨损耗的过程中是通过自透镜的损耗来改善透镜的性能通常情况下可以通过二次离子交换法的应用来加强自聚焦透镜性能的完善，促使光纤准直器器械的使用价值不断提升。 此句完成不是光纤准直器的应用，这个是介绍自聚焦透镜）

3.1 小型化光纤准直器

正常的光纤准直器外径在2.8mm左右，mini的光纤准直器外径可以做到1.3-1.4mm。有一类产品是基于光纤熔接玻璃棒的结构，尺寸可以做到更小，甚至等同于光纤的大小，外径可以到125μm或者250μm。从而极大地缩小光学元件的尺寸，使其为未来的5G甚至更快的网速提供基础。

3.2 高功率光纤准直器

一般通信的功率大约在mW级，但是准直器同样可以做到十W、百W甚至几百W。这些高功率的光纤准直器，主要用于工业的切割和激光武器中。

3.3 特殊光斑光纤准直器

特殊光斑准直器分为大光斑准直器和小光斑准直器。大光斑准直器由于其发三角非常小，准直距离非常长，可以用于三维距离探测、远距离通讯等。小光斑准直由于其光斑极小，一般在十几μm甚至几μm，其能量密度非常高，可以用于光纤传感、超快激光、激光切割等。

结束语

综上所述，光纤准直器的工作原理是在结合高斯光束原理基础上进行的，可以有效的促使光纤准直器被运用在光纤通信系统、激光系统和传感系统之中。光纤准直器的应用可以有助于促进光纤系统的完善，有助于光线的长距离接收。我们通过从实用的角度上探讨了光纤准直器的应用，同时结合具体的光纤准直器工作原理，分析了光纤准直器的实用性，目前由于光纤准直器应用得不断发展，所以光纤准直器在光学系统中具有广泛的使用价值。

参考文献

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