如何准直匀化光纤出射的光斑？

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最近在给公司设计的光电二极管作光谱响应测试（400~1100nm），目前的方案就时单色仪连1000um多模光纤，光纤再加个75UV光纤准直镜去照射光电器件。最近在测试时发现，投射出的光斑虽然准直，但是均匀程度并不理想，在测量20um尺寸的器件时，常常会导致测量结果有较大差异（每次测量器件在光斑中的位置都略有不同）。
所以，想请教下论坛里的前辈，有没有透镜模组可以去实现该功能呢？

optzmx403

在光博会看到的，有方形的光纤芯的匀化光纤————
　一般圆形截面的光纤在激光传输后出射时，形成的激光光斑并非均匀场，而是一个不均匀的光斑。对于光斑均匀行有严格要求的场合，需要使用传光截面为多边形的光纤。一般来说传光截面为方形的光纤可以起到很好的匀化作用。
   供应商自行百度

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我不建议使用匀化光纤，也就是所谓的光波导光纤，原因如下：
这个东西我是买过的，价格邦贵，贵的有一米3000这种档次，甚至还有更贵的。而且由于是玻璃光纤，一般NA角不大的，而且折弯半径有一点大。

它其实就是类似于打破了原本的全反射，再加上光纤出光距离长，最终发射就和它纤芯的形状以及NA角有关。

如果光纤短的话，匀光效果不太好的。所以单条光纤成本不会低的。

我不推荐的原因主要还是价格邦贵，你这样做出来如果是单台测试件可能还好，作为产品有一定量的情况下，你BOSS可能会抽死你。

我的建议是你把你的环境需求详细说一下，看看到底是选用光学方案呢，还是可以从其他更简便得方法入手。  我刚才敲打了一些想法，但是感觉如果弄不清楚你的需求的话可能都是一些废话。 你可以先把详细要求说说看，这样才能有效沟通

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8194 发表于 2023-4-12 05:22
我不建议使用匀化光纤，也就是所谓的光波导光纤，原因如下：
这个东西我是买过的，价格邦贵，贵的有一米30 ...

感谢回复！
光电器件光谱响应的测试方法，就是在光电器件处于工作状态时（上电），用不同波长的光照射其表面，观察它生成的电流，结合入射到器件表面的功率，计算出器件的光谱灵敏度（A/W），其中电流I可以通过电路中的电流表读取，入射功率需要结合投影到器件光敏面的光斑尺寸、光斑总功率以及器件的尺寸来进行换算，故光斑的均匀性比较重要，可以使换算变得简单（即入射器件的功率为器件面积与光斑尺寸之比乘以光斑总功率）。

我现有的设备是一台单色仪（具备有SMA905接口，可以发射350~1100nm的光线）、1000u的石英光纤以及一个海洋光学的75UV光纤准直镜。将他们连接起来后，我发现其光斑中能量分布并不均匀，故在测试相对的光谱响应（归一化）时，数据是可以信赖的，但是测试绝对的光谱响应时，如上提到的方法就会有偏差，我想改进下对绝对值的测量。

8194

11294 发表于 2023-4-12 09:28
感谢回复！
光电器件光谱响应的测试方法，就是在光电器件处于工作状态时（上电），用不同波长的光照射其 ...

OK,我了解环境了。
上面那个老哥说的没错，你这个项目的核心还是出在了石英光纤上，你的单色仪是一个好东西，出来的光经过了石英光纤，其实就相当于变成了一个高斯光。
方案1.  改变光纤，因为你这个是测试器件，那些匀光光纤厂家是能接受1m的测试款的，你搞一个光纤，使用研磨盘给它盘顺了，在端面检测仪上面检测端面没问题，两头上好对应的陶瓷头或者SMA905头子，一头连接单色仪，一头用一个工装给装着然后前端用你那个准直就好了， 你最好和准直模块那个厂家对一下模块的相对照度曲线，这样子比较稳妥一些。 （说了这么多屁话，简单点就是买一个匀光光纤，考虑一下耦合和对接，最多两个3D打印件，就搞定了。如果没有现成的匀光光纤，我这边可以帮研磨好，但是头子得你自己做。）

方案2. 二次匀光。  你可以参考常规匀光的方式，我举一些例子，比如投影光机当中，复眼透镜结合单透镜进行匀光，然后配合你那边的准直系统进行准直。或者显微照明的科勒照明，因为这种具体得和你的准直系统一起来设计分析，但是方案有很多种，你可以采用其他行业的匀光方式进行匀光。

方案3. 其实你的目的就是要端面均匀，且能够通过换算得到信噪比， 这个就看精度了。   
其实是一个需求与度的问题， 比如：野路子是做工装控制你的零件，然后使用匀光片基本和你的零件靠近，提前测试出你这套工装在光度计或者光功率计或者用PMT测试精度，然后通过匀光片和你这部分的比例以及找到传感器上的数据来判断，其实这种就是精度问题了。

如果按照这种思路，精度还可以乱操作很多事例， 就看是否方案上能接受了。

如果是我来做的话，按照你这个大思路，我主要的思路就是这三种，具体得看详细指标和精度要求是多少，考虑性价比去快速落地，这种就说不好选哪种方案了。