在未来全光网络通信中，光纤与光源、光纤之间的光耦合技术，将成为关键技术之一，因此空间光高效耦合进入光纤有着很重要的实际意义，高效的耦合可以使得光传输效率提高，使得无线传输的空间光通信转化成光纤传输，实现全光网络，从而促进整个光网络的效率提高。

在理想条件下准直光束耦合进入单模光纤的耦合效率表达式为：

其中D为光束直径，λ为光束波长，

光学系统焦距，

为单模光纤模场半径。

光纤耦合原理及详细计算过程可参见《空间激光与光纤耦合》。

怎么实现最大的耦合效率一直是我们关心的问题，将自由空间光束耦合到单模光纤中时，虽然会存在不可避免地反射、散射和吸收损耗，但是最大的损耗来源经常是因为没有对准，或者说没有匹配到光纤准直器的工作模式。通常选择利用透镜变换将空间光与光纤准直器/耦合头的设计腰斑及位置在空间上耦合起来，以此来达到光纤准直器/耦合头的理论耦合效率。

LBTEK推出了一套光纤耦合系统机械组件SLCS-V1，专门用于将空间激光束手动耦合至光纤，包含提供微米平移的精密测微驱动器，并且可以同时满足XYZ及θX、θY五个维度调节，兼容30mm同轴系统及自由空间光路。它主要由粗调、匹配、耦合三部分组成：

（1）粗调部分：含两个直角光学调整架RAMC-1B，粗调入射光的俯仰偏摆角度使其平行入射；（2）匹配部分：在XY方向位移调节架TXY1S及Z轴平移安装座MFT上安装透镜组，用于精细匹配光纤准直器的设计束腰，透镜可根据实验需要选择相应的焦距；（3）耦合部分：含紧凑型30mm同轴安装板OPM-9BS和转接件TAD-11，用于固定光纤准直器，连接光纤跳线。除基本机械件外，还包含30mm同轴系统对准板CT-1，确保入射光准直的同时，尽量使光束在光学元件中心。

光学元件选型指南

SLCS-V1仅包含机械组件，光学元件需要单独购买，您需要单独购买的光学器件有：两个反射镜，两个透镜及一个光纤准直器（外径11mm圆柱形）。

首先，确认您的激光波长，光学器件由于其镀膜选择不同，对不同波长的激光透过率也不同，为避免不必要的损耗，需选择对应波段的镀膜器件（透镜、反射镜）。其次，确认您的光束直径及您选购的光纤准直器出射直径，两者的比例就是匹配部分透镜组的焦距比例，使用时将两透镜放置在共焦位置，基本将光束改变为光纤准直器的设计直径，通过MFT（Z轴平移安装座）进行微调，达到更高的耦合效率。

使用方法

安装粗调部分，确保入射光准直，尽量使光束在光学元件中心。

通过30mm同轴系统对准板进一步调节。

安装匹配部分，使两透镜共焦，确保光束无偏折。

安装耦合部分，先观察光束是否正好位于光纤准直器中心，其次确认出射光斑形状是否为圆形，若都满足，插入光纤，在光纤出射端监测即可。

先调节粗调部分的两个反射镜架，保证其耦合效率达到最大。此时，粗调MFT（每次调节均需要重新校准反射镜架）同样找到一个合适的位置固定，微调MFT，以达到更高的耦合效率。

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