光纖準直器的英文名稱：fiber collimators
定義：使從光纖中出來的光準直的一種器件，或者將準直后的光發(fā)射到光纖中。
很多時候需要將從光纖中的輸出光轉(zhuǎn)化成自由空間中的準直光束。理論上采用一個準直透鏡（如圖1）就能滿足該需求。但是透鏡要求光纖端口與其距離是固定的，約等于其焦距。實際中采用光纖準直器更加方便。存在兩種不同類型的光纖準直器：
一種是可以直接與裸光纖接觸的準直器。這是便宜和簡便的方法，但是這種準直器通常是永久性連接在光纖上。
另一種光纖準直器與光學(xué)連接器之間存在機械截面，例如，F(xiàn)C或者SMA類型；通常不用于裸光纖。這種準直器可以很方便的從有接頭的光纖上安裝或者去除。
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光纖準直器的英文名稱：fiber collimators
定義：使從光纖中出來的光準直的一種器件，或者將準直后的光發(fā)射到光纖中。
很多時候需要將從光纖中的輸出光轉(zhuǎn)化成自由空間中的準直光束。理論上采用一個準直透鏡（如圖1）就能滿足該需求。但是透鏡要求光纖端口與其距離是固定的，約等于其焦距。實際中采用光纖準直器更加方便。存在兩種不同類型的光纖準直器：
一種是可以直接與裸光纖接觸的準直器。這是便宜和簡便的方法，但是這種準直器通常是永久性連接在光纖上。
另一種光纖準直器與光學(xué)連接器之間存在機械截面，例如，F(xiàn)C或者SMA類型；通常不用于裸光纖。這種準直器可以很方便的從有接頭的光纖上安裝或者去除。
同樣的器件還可以將準直光束發(fā)射到光纖中，或者用于光纖間耦合：首先采用第一個準直器使第一根光纖中出射的光準直，然后采用另一個準直器將準直光束聚焦進入第二根光纖中。一般來講，光纖連接器可以看做光纖光學(xué)和自由空間光學(xué)之間的自然截面。
圖1：透鏡可以使光纖輸出光準直，或者將準直光束發(fā)射到光纖中。
另一個應(yīng)用是將背向反射鏡和附加的光學(xué)元件結(jié)合在一起。例如，可以在其中插入法拉第旋轉(zhuǎn)器來得到光纖法拉第反射鏡，或者插入一個四分之一波片得到半波片反射鏡。有些其他的情況下，可以采用光纖濾波器或者飽和吸收器。
不同情況下得到的準直光束的光束半徑是不同的。有時，光束直徑與光纖直徑相當(dāng)，例如，125μm；這時瑞利長度小于1 cm。有些情況下，需要光束直徑為幾個毫米甚至更大。
單模光纖是計算相對簡單的情況。這時可以采用下面的公式準確的計算出光束半徑：
這里假設(shè)了光纖模式的光束形狀近似為高斯型，這樣就可以采用光束發(fā)散角的半角 θfiber對應(yīng)的公式。
同時假設(shè)光纖端口與透鏡之間的距離約等于焦距f。如果距離太小，光束會發(fā)散，而距離太大，光束在一定距離時會會聚到焦點處。通常距離稍大一些比較好，其中光束焦點可以在工作距離內(nèi)得到。焦距越長，前后位置越不重要。
光纖模式尺寸越小，得到的光束發(fā)散角越大，因此給定焦距的情況下得到的準直光束越大。即波長越短，得到的模式尺寸越小，輸出光束越大。當(dāng)波長足夠短時，光纖進入多模區(qū)域后這種效應(yīng)更加明顯。由于以上原因紅外光束的可見導(dǎo)向射束并不能給出紅外光束的準確大小。另外，準直需要的準確光纖位置與波長有關(guān)，尤其是不采用消色差棱鏡的情況下。
多模光纖的輸出光束的發(fā)散角（即準直光束尺寸）與光出射條件有關(guān)，尤其與光纖有關(guān)（例如，彎曲）。一般來講，它的光束發(fā)散角比單模光纖的要大。
光纖準直器可以用于不同準直光束尺寸的情況，即對應(yīng)不同焦距的情況。準直光束尺寸越大，則需要裝置更長，直徑也更大。
有些光纖準直器中具有調(diào)節(jié)螺絲用來控制光束方向（結(jié)合角度調(diào)節(jié)），或者微調(diào)前后位置（調(diào)節(jié)聚焦程度或者工作距離）。對于沒有調(diào)節(jié)螺絲的準直器，需要采用附加的光機械裝置來放置準直器。
準直器可以采用不同種類的透鏡。標準的通信光纖和其它種類的光纖通常采用漸變折射率透鏡（GRIN透鏡），因為它相對較便宜，尺寸很小。但是它不適合用于較大光束直徑的情形，例如，大于幾毫米的情況。在這種情況下，可以采用普通的單透鏡或者雙透鏡，通常是球形的，有時也可以是非球形的。這在準直光束需要傳播很長距離時需要用到，例如在自由空間光通信中需要長的瑞利長度的情況。
特殊情況下需要采用特殊的透鏡。例如，當(dāng)光束包含不同波長的光時需要采用消色差雙透鏡，否則不能使所有波長的光準直。當(dāng)光纖中出來的光具有很大的光束發(fā)散角，為了減小光束畸變可以采用非球面透鏡。
單個光纖準直器的插入損耗通常很小，為0.2 dB量級甚至更低。它與很多因素有關(guān)系，例如抗反射涂層和透鏡上的臟東西。但是，當(dāng)使用裸光纖或者有接頭的光纖時上面的因素就不會有影響。
用于光纖間耦合的一對耦合器的插入損耗會比兩個裝置插入損耗的和大。尤其是單模光纖的情況，實現(xiàn)很好的模式匹配非常重要。當(dāng)然，準直器應(yīng)該具有相同大小的準直光束。根據(jù)準直器中光纖的具體前后位置，理想的情況是準直器間的距離不為零。這種情況下也可以插入其它的光學(xué)元件，例如光學(xué)濾波器或者偏振器。
傾斜光纖端口通常用于抑制光纖端面背向反射到纖芯中的光，也就是使回波損耗最大。但是，傾斜的端口也會反射輸出的光束。
有些光纖連接器具有傾斜的光纖接口，可以采用傾斜的光纖夾具進行補償。否則，從光纖中出射的光束會以一定的角度射向透鏡。經(jīng)過透鏡之后，光束方向與光纖在相同方向上（假設(shè)準確的前后和橫向位置），但是會相對于透鏡的中心有一定的偏移。這同樣會提高插入損耗并且如果在邊緣發(fā)生反射、散射等還會降低光束質(zhì)量。
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