1. NA=根号下(n1^2-n2^2),表示多大角度范围的光在光纤内部全反射,因此NA只与光纤的折射率差有关。就通信而言,单模光纤折射率差为0.3~0.6%,多模光纤折射率差为1-2%。 2. 光纤的模式数,除了与折射率差有关外,还与入射波长与光纤芯径的比值有关。折射率差越大模式越多,芯径越大,波长越小,模式越多。可以这么理解,折射率差决定了多少角度范围的光在光纤内部全反射,芯径大小决定了全反射角内存在多少模式。光模式数为m时,光在光纤内部横向来回一个周期,相位改为2*m*pi。 3. 以最小折射率差0.3%来算,纤芯折射率取1.4682,NA最小为0.094,因此NA为0.1基本是最小值了。按NA=0.1,算折射率差为0.35%。在通信中,0.35%对波长w=1.55um的单模芯径大约是8.5um,见附件1。因此25um对可见光(0.55um)一定时多模存在,以一维近似仿真,如图1所示,图中以光纤直径D为横坐标,当纵坐标存在模式的有效折射率,则表明该模式存在,因此对0.55um的可见光,单模光纤的直径需要小于3um。 图1 光纤直径D对应模式及有效折射率
4. 按题主,芯径25微米的光纤,数值孔径是0.1,波长0.4-0.7um,可能是激光照明用光纤,这种光纤与通信光纤差别很大。通信光纤要求远程传输损耗小,您的光纤应该是要求短程耦合效率高,因此需要大的NA和大的芯径,不应该追求单模。至于波长范围0.4-0.7um,短程吸收不是问题。您这里的平衡点,应该是耦合效率与发散角的平衡。
|