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自聚焦透镜耦合。用一段长度为LT/4的自聚焦光纤代替所示的凸透镜,也可构成耦合器。一般是将光纤与自聚焦光纤透镜胶合在一起,平行光进入自聚焦透镜,经聚焦进入光纤。这种耦合形式,结构紧凑,稳定,耦合效率一般在50%左右。圆锥形透镜耦合。将光纤的前端用腐蚀的办法或者用烧熔拉细的办法做成圆锥形,前端半径为a1,光纤自身半径为an。光从前端以θ′角入射进光纤,经折射后以γ1角射向界面A点。因界面为斜面,所以γ2<γ1。如果锥面的坡度不大。即圆锥形的长度远大于an—a1时,近似有可以明,有圆锥时光纤的接收角θ′c与平端时光纤的接收角θc之间有如下关系这表明,有圆锥透镜的光纤的数值孔径是平端光纤数值孔径的an/a1倍。只要前端面直径2a1比光源面积大,这种耦合方式的效率可高达90%以上。由于光全息片可以将光的波前互相变换,因此,可以用来作为一种光纤耦合器。全息耦合的制作方法所示。激光经过光纤后成为发散光,作为物光IF,而由M镜反射的直线光作为参考光IO。用重铬酸明胶或卤化银照相乳胶片作全息记录介质。这个全息片就是一个光纤耦合器。理论上讲,这种耦合方式的耦合效率是高的,但是,由于全息片的衍射效率的影响及衰减损耗,实际耦合效率与透镜耦合相比并不。但它的大优点是,可以作为多功能的光学元件来应用。例如使用全息耦合器件的光纤传感器系统,它可使常规光纤传感器系统大为简化。
电流传输比是光耦合器的一个重要参数,通常用直流电流传输比来表示。当输出电压保持不变时,该比率等于直流输出电流IC和直流输入电流IF的百分比。大多数光耦合器使用光阻器,其CTR范围为20%至300%(例如4N35),PC817为80%至160%)。达林顿光耦合器(如4N30)可以达到100%~5000%。这表明,对于相同的输出电流,后者只需要更小的输入电流。因此,晶体管的hFE参数与CTR参数之间存在一些相似之处。得到线性光耦合器和普通光耦合器的典型CTR-IF特性曲线。
普通光耦合器的CTR-IF特性曲线呈非线性,在IF较小时的非线性失真尤为严重,因此它不适合传输模拟信号。线性光耦合器的CTR-IF特性曲线具有良好的线性度,特别是在传输小信号时,其交流电流传输比很接近于直流电流传输比CTR值。因此,它适合传输模拟电压或电流信号,能使输出与输入之间呈线性关系。这是其重要特性。
基于光SCR的光耦合器的几个例子是:-MOC3071、IL400、MOC3072等。光耦合器的作用保护高敏感电路免受高压电路如果你需要使用带有微控制器的命令来驱动高压电机,那么光耦合器将为开关系统提供电机和微控制器输出之间的电气隔离连接。光耦合器还用作具有比保险丝更的功能的保险丝。在电路中,光耦合器用于使用数字信号或使用低的电压来切换系统,但如果出现电压尖峰或出现浪涌电流,则整个输出电路将不受影响,因为光耦合器仅损坏并停止将当前传递到下一部分。
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