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耦合镜和准直镜可以互换吗?

1。耦合透镜和准直透镜简介


透镜索引书中经常通过透镜的应用场景来区分耦合透镜和准直透镜。分别是什么意思?


会聚光路中使用耦合透镜,将激光的发散光会聚到接收光纤中;


准直透镜,也叫准直透镜,用于准直光路中,将激光或光纤的发散光转换成发散角较小的近平行光束。


2.耦合透镜和准直透镜的区别

 它们的区别在于光源到物体焦点的距离:


对于准直透镜,光源靠近物体的焦点,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,光斑垂直放大倍数只有几倍。


下一篇我们将讨论一个问题。耦合透镜可以用于准直吗?或者准直透镜可以用于会聚光耦合吗?在实践中,不需要考虑这个问题,因为 镜头供应商提供了丰富的价格相近的镜头,没有“一镜二用”的驱动力。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


当同一个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。因此,当准直透镜用作会聚透镜时,面临着数值孔径不足的风险。否则就没有这个问题。 


(2)像差


耦合透镜或准直透镜的目标是根据自己的应用优化表面形状。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,这样小的像差带来的耦合损耗可以忽略不计。如果耦合透镜和准直透镜互换使用,像差可能比索引书中的大。至于多大,这个要根据具体的表面形状和工作距离来确定。像差增加会直接导致耦合效率下降。


综上所述,更换耦合透镜和准直透镜会导致数值孔径的变化和像差的恶化,会导致耦合效率的下降。这种下降的波动范围可能小至零点几分贝,大至2~3dB。在功率余量较大的光路中,效率损失在可接受的范围内,可以替代使用。但是,不要在功率余量不足的情况下交替使用它们,尤其是在无源光学器件中。

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