摘要：光谱检测石英光纤在特定波长下每个偏振方向仅允许一个传播模式。其结构特征为纤芯直径极小通常仅几个微米且纤芯与包层的折射率差小模式半径一般也为几个微米。基于此特性光谱检测石英光纤在包层模式不抵达出射端口时输出端口的横向强度分布固定与入射光的条件和空间性质无关仅入射

光谱检测石英光纤：技术解析、标准规范与多元应用

光谱检测石英光纤的技术本质与类型

光谱检测石英光纤的关键条件

有效耦合条件

光有效耦合进光谱检测石英光纤需满足光纤入射端口处光的横向振幅分布与导模匹配。具体要求为：光源光束质量高（M²≈1）；入射光在光纤入射端口有焦点以匹配光纤模式的平面波前；光束分布尺寸、形状合适且与纤芯严格对准位置误差小于光束半径角向不匹配值小于模式的光束发散角。非理想情况下可依据光纤连接器公式计算入射效率。将自由空间激光光束长期稳定有效耦合进光谱检测石英光纤需精心设计机械部分保证精确对准固定聚焦透镜和光纤端口。大有效模式面积单模光纤聚焦位置对准相对容易但角度对准困难。

单模条件

阶跃折射率光纤的单模条件由V值（归一化频率）衡量V值由波长、纤芯半径和数值孔径（NA）计算得出且必须小于2.405。这要求纤芯半径极小尤其在需要大数值孔径时。一般单模特性仅在几百纳米波长范围内满足适用于小于单模截止波长的范围大于该波长则支持多模式。通过调谐入射波长在截止波长附近可观察到透射光束分布在多模和单模区域的不同变化。单模区域的长波极限通常由附加的弯曲损耗决定该损耗源于材料吸收或泄露到包层。

光谱检测石英光纤的行业标准

国际电信联盟（ITU）为光纤通信中的各类光纤制定了标准。光谱检测石英光纤的重要标准包括：G.650.1规定了单模光纤和电缆线性、确定性属性的定义和测试方法；G.652明确了单模光纤和电缆的特性；G.653阐述了色散位移单模光纤和电缆的特性等。

光谱检测石英光纤的行业应用与优势

光纤激光与放大领域

在光纤激光器和放大器使用稀土掺杂光纤时单模导波是实现高输出光束质量的基础。航鑫光电生产的光纤如抗紫外石英光纤、深紫外石英光纤等具有高通量特点有助于提升激光传输和放大效率在该领域有潜在应用价值。

光纤通信系统

单模导波避免了模间色散防止接收器接收大量信号光的复制信号保障了通信的准确性和高效性。航鑫光电的光纤配合其微型光谱仪、光纤光源及其他光谱配件搭建的光谱测量系统可用于光纤通信的信号检测和分析。

光纤光学装置连接

光谱检测石英光纤可用于连接光纤光学装置中的不同器件如干涉仪通过熔接或光纤连接器连接。其稳定的传输特性保证了装置的正常运行。

测量装置

光谱检测石英光纤输出的特定空间分布与入射条件无关可作为模清洁器应用于测量装置。

非线性应用

利用长光谱检测石英光纤中的非线性相互作用如受激拉曼散射放大信号或展宽光谱实现超连续光产生。

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来源：航鑫光电