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在三維激光成像系統中,其性能表現絕大部分決定于器件接收背反射光能幅度的大小,以及耦合器中空間光到光纖纖芯的光耦合效率的高低。為了增加耦合器中激光能量到纖芯內的耦合效率,提出了一種新型非球面透鏡到錐形光纖頭的耦合器的設計,得到了該耦合器中耦合效率的解析表達式。通過優化耦合透鏡的倒相對孔徑,對應波長為1 310 nm和1 550 nm的最大耦合效率分別為81.80%and 81.90%,此時的倒相對孔徑分別為0.280和0.292。與通常耦合器中的耦合效率相比較,其最大耦合效率沒有下降,而相應的倒相對孔徑增加較大。另外,還分析了透鏡-纖芯對準錯位的影響,結果表明,隨著對準錯位的增加,耦合效率急劇下降。
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給出了光波導式小波濾波器的設計方案,該方案采用單模光纖耦合器作為系數實現載體,通過控制特性參數實現了具有不同分光比的耦合器基本單元,然后組合和級聯基本單元實現特定的小波濾波器系數,具有精確度高,集成度好,穩定性強的優勢。分析了與系數實現相關的熔錐型單模光纖耦合器的形狀特性,橫截面沿縱向變化的錐形區和橫截面近似不變的耦合區內的耦合特性,根據理論推導,用仿真手段設計3 dB單模光纖耦合器,實現了Haar小波的濾波器系數,誤差在3%以內,證明了光波導式小波濾波器設計方案的正確性和有效性。
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