激光耦合技术实战
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Laser Diode Training
Kamans Zhou Jessica Hu
Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation --Laser
Light: 光 Amplification: 放大、增强
Stimulate： 刺激、激发
第二传输窗口
瑞利散射 紫外吸收
850 1300
第三传输窗口
红外吸收
0.2
1550
波 长 (nm)
激光
激光的特点：单色性好,方向性好；相 干性好；亮度高 基本沿某一条直线传播,通常发散角限 制在10-6球面度量级的立体角内.
激光器的工作原理
受激辐射
E2
h
发光前
发光后
E1
h E2 E1
单模光纤(Single Mode Fiber)
只有一个模式信号传播 无模间色散， 适用于远距离通信传输。 Oclaro 应用：DSDBR Fiber, 980Fiber, Rx Fiber etc.
NA- Numerical Aperture
入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输，只是在某个角度 范围内的入射光才可以。这个角度就称为光纤的数值孔径。
f1
f2
Multimode Fiber Alignment -Focusing
y1
ө
y2
The radius of the fiber core will be y2.We will have to make sure that the lens focuses to a spot size less than this parameter. An even more important restriction is that the angle from the lens to the fiber ө must be less than the NA of the fiber.
DSDBR Lens Alignment -Collimating
Aspherical Lens
Single Mode Fiber Alignment -Focusing
When we need to couple laser into a single-mode fiber, we move from the ray optics picture in which we have worked to this point to a Gaussian modematching problem.
Thanks
数值孔径是多模光纤的重要参数，它表征光纤端面接收光的能力，其取值的 大小要兼顾光纤接收光的能力和对模式色散的影响。CCITT 建议多模光纤的 数值孔径取值范围为0.18～0.23，其对应的光纤端面接收角θc=10°～13°。
HPL Lens Alignment -Collimating
FAC SAC
Emission：发射、放射 Radiation：辐射
半导体激光器-Laser Diode
通信用半导体激光器（Transmitter）
DSDBR/TCMZ/DML
工业用大功率半导体激光器
High power laser Pump
光 纤 损 耗 谱 特 性
2.5
第一传输窗口
损 耗 (dB/km)
h h
当外来光子的频率满足 h E2 E1时，使原子中处于高 能级的电子在外来光子的激发下向低能级跃迁而发光。
激光谐振腔
谐振腔的作用是选择频率一定、方向一致的光作最优先的放大，而把其他频率 和方向的光加以抑制。 光学谐振腔的作用有：①提供反馈能量，②选择光波的方向和频率。 谐振腔内可能存在的频率和方向称为本征模，按频率区分的称纵模，按方向区 分的称横模。两反射镜的曲率半径和间距（腔长）决定了谐振腔对本征模的限 制情况。不同类型的谐振腔有不同的模式结构和限模特性。
DSDBR结构
SOA: Semiconductor Optical Amplifier
Alignment
光纤的分类
多模光Leabharlann Baidu(Multi Mode fiber)
优点: 纤芯直径大(62.5μm)，易于光信号的耦合。 缺点：模间色散大，不利于远距离传输。 Oclaro的应用： HPL
Fiber Modes
Laser Modes
The coupling efficiency depends upon the overlap integral of the Gaussian mode of the input laser beam and the nearly Gaussian fundamental mode of the fiber.
Kamans Zhou Jessica Hu
Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation --Laser
Light: 光 Amplification: 放大、增强
Stimulate： 刺激、激发
第二传输窗口
瑞利散射 紫外吸收
850 1300
第三传输窗口
红外吸收
0.2
1550
波 长 (nm)
激光
激光的特点：单色性好,方向性好；相 干性好；亮度高 基本沿某一条直线传播,通常发散角限 制在10-6球面度量级的立体角内.
激光器的工作原理
受激辐射
E2
h
发光前
发光后
E1
h E2 E1
单模光纤(Single Mode Fiber)
只有一个模式信号传播 无模间色散， 适用于远距离通信传输。 Oclaro 应用：DSDBR Fiber, 980Fiber, Rx Fiber etc.
NA- Numerical Aperture
入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输，只是在某个角度 范围内的入射光才可以。这个角度就称为光纤的数值孔径。
f1
f2
Multimode Fiber Alignment -Focusing
y1
ө
y2
The radius of the fiber core will be y2.We will have to make sure that the lens focuses to a spot size less than this parameter. An even more important restriction is that the angle from the lens to the fiber ө must be less than the NA of the fiber.
DSDBR Lens Alignment -Collimating
Aspherical Lens
Single Mode Fiber Alignment -Focusing
When we need to couple laser into a single-mode fiber, we move from the ray optics picture in which we have worked to this point to a Gaussian modematching problem.
Thanks
数值孔径是多模光纤的重要参数，它表征光纤端面接收光的能力，其取值的 大小要兼顾光纤接收光的能力和对模式色散的影响。CCITT 建议多模光纤的 数值孔径取值范围为0.18～0.23，其对应的光纤端面接收角θc=10°～13°。
HPL Lens Alignment -Collimating
FAC SAC
Emission：发射、放射 Radiation：辐射
半导体激光器-Laser Diode
通信用半导体激光器（Transmitter）
DSDBR/TCMZ/DML
工业用大功率半导体激光器
High power laser Pump
光 纤 损 耗 谱 特 性
2.5
第一传输窗口
损 耗 (dB/km)
h h
当外来光子的频率满足 h E2 E1时，使原子中处于高 能级的电子在外来光子的激发下向低能级跃迁而发光。
激光谐振腔
谐振腔的作用是选择频率一定、方向一致的光作最优先的放大，而把其他频率 和方向的光加以抑制。 光学谐振腔的作用有：①提供反馈能量，②选择光波的方向和频率。 谐振腔内可能存在的频率和方向称为本征模，按频率区分的称纵模，按方向区 分的称横模。两反射镜的曲率半径和间距（腔长）决定了谐振腔对本征模的限 制情况。不同类型的谐振腔有不同的模式结构和限模特性。
DSDBR结构
SOA: Semiconductor Optical Amplifier
Alignment
光纤的分类
多模光Leabharlann Baidu(Multi Mode fiber)
优点: 纤芯直径大(62.5μm)，易于光信号的耦合。 缺点：模间色散大，不利于远距离传输。 Oclaro的应用： HPL
Fiber Modes
Laser Modes
The coupling efficiency depends upon the overlap integral of the Gaussian mode of the input laser beam and the nearly Gaussian fundamental mode of the fiber.