SOA 半导体光放大器光纤耦合设计

帮忙仿了下光通信领域的SOA 半导体光放大器，类似的耦合和半导体激光器感觉大差不差的样子，就是尺寸小很多。但是也有疑问 所以学着写了一个稿子。

1.1设计目标

芯片波导出射尺寸：0.5um*3.5um；快轴50 慢轴14° （全角）波长1550nm

纤芯：直径8.2um单模光纤；NA0.14

目标透镜尺寸：直径5mm以内，厚度2mm以内。 光学系统总长度20mm以内

目标：耦合进光纤，效率越高越好。

个人分析：

1、第一感觉就是通信方面的光纤好细啊！好在发光面非常小 耦合应该没啥问题；

2、快慢轴发散角相差非常大

3、系统总长20mm，这发散角和发光尺寸很适合使用短焦来准直和耦合给的余量还是相当大的，肯定够了。

个人思路：

1、采用短焦透镜进行准直和耦合（纠结于是按半导体激光器分别准直快慢轴，还是直接准直就好）

2、整体耦合方式可设计为类似固体激光泵浦源的泵浦系统，做个类似n:n的成像。

3、准直后尽量XY方向发散角一致，且大小相等。

4、准直使用短焦非球，耦合使用普通球面。（省成本，而且这发散角球面就够了）

1.2 理论计算

设计原则：快慢轴发散角尽量一致 且大小相同

（一个非球透镜准直 不太好 ）

因此以下是使用两个柱面镜准直方案：

准直计算：

1、快轴焦距选取短焦FAC 360um   理论准直后发散角0.08°

2、慢轴条宽1.75um，按0.08°，取F=1.5mm  因此慢轴准直镜半宽0.25mm即可。

结果：

准直结果：快慢轴尺寸及发散角都相近，符合最初设计要求

耦合计算：

根据准直的发散角和尺寸可知，聚焦也只需要短焦就可

基本原理：1、NA小于光纤NA；2、聚焦后光斑小于光纤

计算选取F=1.5mm的短焦球面进行耦合

额。。  焦距好像有点小了    不过好在耦进去了   之后改进可以适量放大一点点焦距  

起码可以满足要求了~~~ 也许不是最好 但能用！ 系统总长远小于20mm

完结~

另更

比如说 短距离的耦合根本不需要这么高的准直度，可以放的很宽，反正发散光斑也不大 可以直接聚焦