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在三維激光成像系統(tǒng)中,其性能表現(xiàn)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(nèi)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(shè)計(jì),得到了該耦合器中耦合效率的解析表達(dá)式。通過優(yōu)化耦合透鏡的倒相對(duì)孔徑,對(duì)應(yīng)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(shí)的倒相對(duì)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(yīng)的倒相對(duì)孔徑增加較大。另外,還分析了透鏡-纖芯對(duì)準(zhǔn)錯(cuò)位的影響,結(jié)果表明,隨著對(duì)準(zhǔn)錯(cuò)位的增加,耦合效率急劇下降。
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給出了光波導(dǎo)式小波濾波器的設(shè)計(jì)方案,該方案采用單模光纖耦合器作為系數(shù)實(shí)現(xiàn)載體,通過控制特性參數(shù)實(shí)現(xiàn)了具有不同分光比的耦合器基本單元,然后組合和級(jí)聯(lián)基本單元實(shí)現(xiàn)特定的小波濾波器系數(shù),具有精確度高,集成度好,穩(wěn)定性強(qiáng)的優(yōu)勢。分析了與系數(shù)實(shí)現(xiàn)相關(guān)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(qū)和橫截面近似不變的耦合區(qū)內(nèi)的耦合特性,根據(jù)理論推導(dǎo),用仿真手段設(shè)計(jì)3 dB單模光纖耦合器,實(shí)現(xiàn)了Haar小波的濾波器系數(shù),誤差在3%以內(nèi),證明了光波導(dǎo)式小波濾波器設(shè)計(jì)方案的正確性和有效性。
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