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一、核心選型方向
關鍵參數匹配
波長范圍：需與光源波長嚴格匹配(如850nm、1310nm、1550nm等)，避免信號衰減。例如，1550nm波長需選擇覆蓋C波段(1530-1565nm)或L波段(1565-1625nm)的準直器。
數值孔徑(NA)：準直器NA需略大于光纖出射光NA(光纖準直時)或略小于耦合光纖NA(空間光耦合時)，以確保高效光傳輸。
光束發散角：發散角越小，準直效果越好。例如，非球面透鏡準直器可將發散角控制在0.1°以內，適用于長距離傳輸。
工作距離：根據系統需求確定準直器間距。例如，遠距離準直器(如200米適用型)需選擇長焦距設計，而短距離耦合(如10mm)需緊湊型結構。
應用場景適配
激光準直：需高角度精度(如0.01°級)和低插入損耗(<0.5dB)，推薦五軸光纖準直器(支持X/Y/Z+俯仰偏擺調節)。
自由空間光耦合：需大光束直徑和消色差性能，推薦消色差大口徑準直器(如空氣隙四透鏡設計)。
光譜分析：需寬波段覆蓋(如350nm-1700nm)，推薦可調焦準直器(支持6mm-18mm焦距調節)。
二、類型選擇與對比
| 類型 | 特點 | 適用場景 |
|---|---|---|
| 固定式非球面準直器 | 結構緊湊、無運動部件、消球差，適合高穩定性需求。 | 光纖激光器、科學科研 |
| 空氣隙雙膠合準直器 | 雙透鏡設計、消球差，適合大光束直徑場景。 | 紅外傳感、光譜分析 |
| 變焦光纖準直器 | 焦距可調（6mm-18mm）、光束尺寸可變，適合多波長兼容系統。 | 量子通信、可調諧激光器 |
| 五軸光纖準直器 | 支持五軸調節（X/Y/Z+俯仰偏擺）、高耦合效率，適合復雜光路系統。 | 激光雷達、MEMS光開關 |
| 三軸光纖準直器 | 集成小型化、三軸調節（Z+俯仰偏擺），適合空間受限場景。 | 光纖通信、無源光網絡 |
三、關鍵參數詳解
光束發散角與準直精度：
光束發散角與準直精度：
發散角越小，光束準直性越好。例如，非球面透鏡準直器可將發散角控制在0.1°以內，而球面透鏡準直器發散角可能達0.5°以上。
準直精度直接影響耦合效率。例如，五軸準直器通過微調俯仰偏擺角度(±5°范圍)，可將耦合效率提升至99%以上。
輸出光束直徑與最大束腰距離：
輸出光束直徑需與后續光學器件(如透鏡、反射鏡)匹配。例如，大口徑準直器(如直徑10mm)適合擴束需求，而小口徑準直器(如直徑2mm)適合緊湊系統。
最大束腰距離指光束維持準直的最大傳輸距離。例如，遠距離準直器在200米內可保持光束發散角<0.1°。
光纖接口與機械結構：
常見接口包括FC/PC、FC/APC、SMA等，需與光纖系統兼容。例如，FC/APC接口可減少回損，適合高精度耦合。
機械結構需考慮安裝空間和穩定性。例如，鎳銅合金外殼可耐受-40℃~85℃溫度范圍，適合戶外環境。
四、選型步驟與案例
步驟
明確需求：確定波長、功率、工作距離、光束直徑等核心參數。
類型篩選：根據應用場景選擇固定式、可調式或特殊設計(如消色差、遠距離)。
參數驗證：通過公式計算焦距(如f = (d × λ) / (2 × MFD)，其中d為光斑直徑，λ為波長，MFD為光纖模場直徑)，并選擇最接近標準值的準直器。
樣品測試：在實際系統中驗證插入損耗、耦合效率等性能。
案例
場景：將自由空間光(波長633nm，光斑直徑3mm)耦合進單模光纖(MFD=4.5μm)。
計算：根據公式f = (3mm × 633nm) / (2 × 4.5μm) ≈ 15.99mm，選擇焦距15mm的準直器。
選型：選用FC/APC接口、非球面透鏡設計的15mm焦距準直器，插入損耗<0.3dB，耦合效率>98%。
五、品牌與質量保障
推薦品牌：索雷博(Thorlabs)、聯合光科、長飛、LBTEK等，提供詳細技術參數和售后調試支持。
質量評估：
參數標注準確性：通過第三方檢測驗證波長范圍、NA等關鍵參數。
長期穩定性：選擇耐溫范圍寬(-40℃~85℃)、抗振動設計的產品。
售后服務：優先提供快速響應(如24小時內)和技術支持的廠商。
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