范 源，吴慎将，李党娟

(西安工业大学光电工程学院，陕西 西安 710021)

0 引言

光纤器件被广泛应用于光通信、光纤传感。在光纤通信及光纤器件生产领域中，光纤准直器作为光纤与光纤耦合的重要器件而备受关注[1-3]。光纤准直器是光无源器件的一个重要组件，在光通信系统中得到普遍应用。它是由单模尾纤和透镜组成的，具有插入损耗较低、回波损耗高、光束发散角小、轻巧易组装等特点[4]。光纤准直器将光纤端部的发散光束平行出射，或者将平行光束汇聚入光纤，以提高光纤系统的耦合效率。微球透镜具有焦距短、像差小的特点[5]。当准直器的准直距离要求小于30 mm 时，C-LENS准直器和常用 G-LENS准直器性能接近。而当准直距离要求大于50 mm时，C-LENS准直器的优势就变得更加突出[6]。如文献[7]将GRIN LENS准直透镜主要用于光纤元器件例如隔离器、环形器中，工作距离最长达30 mm；文献[8]～文献[9]采用改进型的C-LENS，通过调节透镜焦距的大小来改变工作距离，可实现1 m以内的探测[7-9]。综合上述，有两种探测更长距离的方法：一是在C-LENS的基础上加大口径,以改变工作长度;二是多透镜的耦合，实现长距离探测。本课题使用的是第一种方法。单透镜结构简单、轻便灵巧，易满足2 m范围内对光信号的接收。

1 光纤准直系统工作原理

光纤准直器是在高斯光束传输理论的基础上发展起来的。其原理是：光在传输到一定距离范围时近似平行传输，距离越远，光束发散越大。光纤准直器通过压缩发散角实现光的准直平行出射。……