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激光-光纤耦合效率测量数据处理与分析
1、数据处理与分析
表1 激光-光纤耦合效率测量数据表
532=532nmnm单模：=540nm；多模：；入射光：

项目
1

()PmW

2
(m)PW

1

2
100%PP

单模光纤 0.329 1.702 22.27%
多模光纤 1.203 1.702 70.68%

分析：由表1 激光-光纤耦合效率测量数据表可知，实验所测得的单
模光纤耦合效率约为22.27%；而多模光纤耦合效率约为
70.68%；很明显，多模光纤耦合效率远远高于单模光纤的耦合
效率。

2、误差分析
本实验误差较大，主要来自于以下几方面：
（1）激光器、显微镜以及光纤不可能百分百的准直，一定会存
在微小的偏差，这会对实验结果产生一定的误差。
（2）光源并没有接触光纤，也就是说光需要在空气中传输一小
段距离才能进入光纤，这会有一定的衰减，这也会造成一定的误差。
（3）由于光纤具有衰减因素，所以光在光纤中传输也会有一定
的衰减，导致所测得的进入光纤的光功率偏小，从而导致耦合效率偏
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低。
（4）另外，光纤接口，以及弯曲都会影响光纤的耦合效率，从
而导致实验误差。实验中注意到用手稍微抬着光纤接口附近一点，以
及尽量使光纤直，会使光功率变大，这说明光纤弯曲也会导致实验误
差，使实验所测得的耦合效率偏小。

3、实验总结
通过此次实验，我明白了光纤与光源耦合方法的原理及提高耦合
效率的措施；对激光器输出光强度的分布有了深入地学习和了解；对
光纤的模式及基模光强度的分布有了新的认识。同时也学会了如何测
量光纤与光源的耦合效率，知道了影响光纤与光源耦合效率的因素以
及如何提高光纤耦合效率。

4、思考题
（1）分析提高耦合效率的关键途径。
答：①使用多模光纤进行传输；②使用透镜对光源进行聚焦后再
送入光纤；③增大光纤数值孔径；④使用发射面极小的激光光源；
⑤在耦合处尽量使光纤准直。
（2）实验中是否可以更换其它的聚焦透镜，有何依据?
答：实验中不可以更换其它聚焦透镜。原因有二，其一，为了最
有效地把光入射到光纤中去，通常应采用其数值孔径与光纤数值孔径
相同的透镜进行聚光，如果更换就会影响激光与光纤的耦合效率，从
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而影响实验结果的准确性。其二，更换聚焦透镜就意味着调节好的准
直光路受到破坏，将不能再继续实验，如果要继续实验需要重新对实
验光路进行调整准直，所以实验中不能更换聚焦透镜。
（3）比较激光器耦合进入 532nm 单模、多模光纤的效率差异，解释
为什么？
答：比较可知，实验所测得的单模光纤耦合效率约为22.27%；
而多模光纤耦合效率约为70.68%；很明显，多模光纤耦合效率远远
高于单模光纤的耦合效率。这是因为：①多模光纤的纤芯直径远大于
单模光纤的纤芯直径；②多模光纤的数值孔径也大于单模光纤的数值
孔径；③多模光纤可传输多种模式的光，而单模光纤只能传输一种模
式的光。所以，多模光纤耦合效率远远高于单模光纤的耦合效率。