将激光光束耦合到光纤中这一过程的可行性、效率以及最终的光束质量，都取决于原始激光的特性和光纤的类型。

对于 TEM00 光束，无论是单模光纤还是多模光纤，都相对容易实现高效耦合。必须将一个短焦距的普通透镜或梯度折射率（GRIN）透镜精确安装在距离光纤纤芯 1 个焦距的位置（假设输入光束为平行光束）。预组装的光纤耦合器会将该透镜永久预对准。然后，需要精确调整耦合器与激光器的对准，控制 4 个自由度 ——X 轴、Y 轴、水平旋转、俯仰倾斜。如果光束不平行，光纤尖端与透镜之间的距离（Z 轴）也需要可调节。

对于单模光纤，输出光束的质量与输入光束相似，但会发散，需要透镜进行准直。不过，准直效果受衍射限制，因此非常好，同样与原始激光器相似。

为了最大限度地提高耦合效率，进入光纤的光束的模式形状必须与光纤的模式形状匹配。简单来说，任何给定的光纤都有一个数值孔径（NA）规格。进入光纤的光束应与之匹配，以实现最佳耦合。窄光束的耦合效果不如宽光束，因为宽光束能填满由光纤 NA 所定义的圆锥体。因此，光纤耦合器的透镜也需要与输入光束的直径相匹配。

单模光纤

与单模光纤的对准可能是一个挑战，因为耦合器内部通常会有虚反射或幻反射，这可能会产生一些耦合功率。如果检测到其中一种反射，为了达到局部最大值而进行的调整，所得到的功率将比主光束可能达到的功率低几个数量级。

进行初始对准且将获得反射的可能性降至最低的最简单方法，是让光束反向通过耦合器。（有标准的光纤耦合组件，可以连接到廉价的氦氖激光头，适用于此目的。）其结果将是从透镜射出一束准直光束。当这束光与要耦合到光纤中的激光器发出的光束（在光纤耦合器和激光器处）精确对齐时，这种对准就足够接近了，此时可以移除对准用的氦氖激光器，换上激光功率计或光谱分析仪。然后，通过监测光纤的光输出功率，可以优化对准效果。

多模光纤

对于多模光纤，输出光束将是多模的，其数值孔径（NA）与光纤的数值孔径相似。纤芯直径会根据准直透镜的焦距限制准直能力。弯曲或扭转光纤会显著影响输出光束的模式图案。

对于其他类型的激光器，原始光束的特性将决定这两种耦合方式（与单模或多模光纤耦合）的可行性。

如何将灯泡的光耦合到光纤中？

我们来聊点有意思的，类似 “如何将灯泡的光耦合到光纤中？” 这样的小白问题经常出现。简单的答案是：“除非使用非常大直径的光纤，或者像激光器这样高度集中的光源，否则实际上是做不到的，至少无法达到任何效率。”

另一个经常出现的想法是 “将光纤拉细怎么样？这样光从一端射入后，在另一端可以被压缩到更小的直径。” 遗憾的是，这行不通。如果最大限度地耦合光，那么输入光束的模式形状就与光纤的接收角（NA）相匹配。当光纤直径减小时，内部反射角会变大。但是，内部反射角已经由光纤的 NA 决定达到了最大值，因此会发生光泄漏。如果光纤（嗯，实际上不是普通光纤，而是光导管）有镜面边界，那么光会被捕获，但由于反射角更大，从另一端射出的光束发散度会更高，亮度也不会增加。这一原理 —— 称为透镜导管 —— 被用于高功率激光二极管的光束整形。

将任何类型的光源耦合到光纤中或通过极小的孔的一些补充说明

任何一种无源空间滤波器 — 即任何一种将初始非相干光束通过光纤、小孔或任何类似光学器件进行聚焦的装置 — 其作用是 “改善光的空间相干性”，这种改善仅仅是通过滤除光束中的大量空间模式（或角度分布的平面波等），只允许原始光的一小部分通过。

如果对来自任何热光源、白炽灯（或荧光灯等）的光进行足够强的滤波，使其真正具有完全的空间相干性（例如，将光通过单模光纤），那么实际上不会有有用的光保留下来。来自辐射温度为 6000°K 的光源的光，在每个单独的空间模式中，每赫兹带宽每秒大约只有一个光子。

如果滤波器是传播或传输 N 个空间（或横向）传播模式的多模光纤，那么上述光子数量要乘以 N。通过该系统，你无法耦合更多的空间模式（相当于“空间信息”）。

尾纤输出激光器推荐

光纤耦合看似简单，但是实际的操作过程需要注意的点非常多且复杂，现在大侦探推荐一个无需操心的Cobolt Pigtail尾纤输出激光器。

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Cobolt 08-01系列的光纤耦合选项包含外部光纤耦合器和光纤，可选配单模或多模光纤。外部耦合器直接固定在激光头上。耦合效率和稳定性在制造过程中经过测试。

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