光纤内光场耦合问题

叶山木

刚接触光纤光学，对模式问题感到疑惑。比如多模光纤支持多种模式，单模光纤仅支持一种基模。如果光从多模光纤传输到单模，也就只能激发出基模，这其中肯定是有能量损失的。但是还有个器件叫做模场适配器，它通过渐变芯径使得光场慢慢过渡，它能提升耦合效率吗？

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耦合本质上是光场的模式与被耦合器件模场的叠加积分，模式适配器可以改变入射光的模场，使叠加积分最大，但是不可能达到100%，具体多少与入射模场和被耦合器件的本征模式有关。

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模场适配器（MFA）主要的功能就是连接两种具有不同模场直径（MFD）和数值孔径（NA）光纤，可以使得基模信号在熔接点出得到最大限度的通过率。光纤激光器输出的时候有部分大模场的双包层光纤，还有一些高功率器件，常常会用模场适配器来适配两根不同的光纤，常用的有加热扩芯、光纤拉锥。

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可以提升耦合效率的，一是匹配光斑大小，二是匹配两种NA