引用本文：
陈书玉，杨世泰，汪杰君，等. 模场直径可调的光纤微准直器[J]. 光通信技术，2024，48（4）：42-46.
陈书玉1，杨世泰2,3，汪杰君1*，苑立波2*
（1.桂林电子科技大学北海校区 海洋工程学院，广西 北海 536000；2.桂林电子科技大学 光学工程学院，广西 桂林 541000； 3.桂林电子科技大学 机械工程博士后流动站，广西 桂林 541000）
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要：针对传统光纤准直器的输出模场直径单一问题，提出了一种模场直径可调的光纤微准直器，将单模光纤与不同的2段多模光纤组合，形成“三明治”结构；通过调整中间段光纤的长度，实现模场直径的任意可调，并构建了仿真实验模型，制备了多个尺寸不同的光纤微准直器样品。实验结果表明：该结构在1 550 nm波段下，能实现输出模场直径在20~40μm范围内的可调性。该光纤准直器制备方法简便、结构紧凑，并能根据需求灵活调整光场的模场直径，以适应不同的应用场景。
关键词：光纤准直器；光纤器件；模场直径
中图分类号：TN253 文献标志码：A 文章编号：1002-5561（2024）04-0042-05
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2024.04.008
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研究背景与动机：
传统光纤准直器：介绍了传统光纤准直器在光通信领域的应用及其局限性，如扩束效果有限、输出模场直径单一、器件体积大等。
研究目标：提出一种模场直径可调的光纤微准直器，以克服传统准直器的不足。
光纤准直器结构与设计：
“三明治”结构：描述了模场直径可调的光纤微准直器的设计结构，由单模光纤（SMF）、阶跃折射率多模光纤（SIF）和渐变折射率多模光纤（GIF）组成，形成“三明治”结构。
光纤参数：详细列出了SMF、SIF和GIF的纤芯直径、包层直径、折射率等参数，并解释了GIF纤芯折射率分布的平方分布律。
仿真实验与结果：
仿真模型构建：使用光束传播法构建了光纤准直器的仿真模型，仿真了不同光纤组合下的光束传输路径。
准直效果分析：通过仿真结果展示了SMF、SIF和GIF组合后的准直效果，包括光束从发散到准直的变化过程。
模场直径可调性：仿真了不同长度SIF对输出光束模场直径的影响，验证了通过调整SIF长度可以实现模场直径的可调性。
器件制备与测试：
制备方法：详细介绍了光纤准直器的制备步骤，包括光纤准备、熔接、切割等过程。
性能测试：在1550nm波长下，测试了不同长度SIF和GIF组合的光纤准直器的输出光场模场直径，并与仿真结果进行了对比。
实验结果：展示了不同SIF长度下器件的模场直径变化，验证了实验结果的准确性。
结论与展望：
研究成果总结：总结了本文提出的模场直径可调的光纤微准直器的制备方法及其优势，如制备方法简单、结构紧凑、成本较低等。
应用前景：指出了该器件在光通信领域的应用前景，如可根据应用场所调整输出光场模场直径并准直。