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耦合透镜和准直器透镜可以互相更换吗?

1.耦合透镜和准直器透镜简介


耦合透镜和准直器透镜在透镜索引书中经常通过透镜的应用场景进行区分。它们是什么意思?在会聚光路中采用


耦合透镜,将激光器的发散光会聚到接收光纤中;


准直器透镜又称准直透镜,用于准直光路中,将激光器或光纤的发散光转换成发散角较小的近平行光束。


2.耦合透镜和准直器透镜的区别

;它们之间的区别在于从光源到物体焦点的距离:


对于准直器透镜,光源靠近物体焦点,光斑的垂直放大倍数为几十到几百倍。对于会聚透镜,光源远离物体焦点,光斑的垂直放大倍数只有几倍。


接下来我们将讨论一个问题。耦合透镜可以用于准直吗?或者准直器透镜可以用于会聚光耦合吗?在实践中,没有必要考虑这个问题,因为镜头供应商提供了一个类似价格的丰富的镜头库,并且没有驱动力;一个镜头,两种用法;。这个问题的答案应该从数值孔径和像差的角度来考虑。


(1)数值孔径


当同一透镜用作准直透镜时,其有效数值孔径明显大于用作会聚透镜时的数值孔径。因此,当准直器透镜用作会聚透镜时,它面临数值孔径不足的风险。否则,就不存在这样的问题;


(2)像差


耦合透镜或准直透镜是根据各自的应用目标来优化表面形状的。在镜头供应商推荐的工作距离和光圈下,波像差可以达到0.05λ以内,这样小的像差引起的耦合损失可以忽略不计。如果耦合透镜和准直透镜互换使用,则像差可能比索引本中的要大。至于有多大,要根据具体的表面形状和工作距离来确定。像差的增加将直接导致耦合效率的降低。


综上所述,更换耦合透镜和准直器透镜会引起数值孔径的变化和像差的恶化,从而导致耦合效率的下降。这种下降的波动范围可能小到十分之几分贝,高达2~3dB。在功率裕度较大的光路中,效率损失在可接受的范围内,可以用它代替。但是,不要在功率裕度不足的情况下交替使用它们,特别是在无源光学器件中。

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