光纤具有传光、传像的功能，因此在医学、工业、国防和通信等领域被广泛应用。光在光纤中的传播符合斯涅耳定律，光耦合进光纤的纤芯后，向包层入射时发生全反射现象。

光纤模式是光波在光纤中传输时稳定存在的场分布形式，单模光纤出射光是一束呈高斯分布的急剧发散的光，基模在纤芯区域轴心线处光强最大，随着偏离轴心线的距离增大而逐渐减弱。所以如何实现自由空间光耦合进光纤，把光纤中的光准直到自由空间中就成为了实验里较为重要的一环。

通常使用透镜来准直发散光，或聚焦一束平行准直光，而结合光纤使用时，需要用到多轴光学调整架把光纤端面调节到透镜焦点处来实现准直/耦合。但大多数医学实验腔/光纤通信系统/特殊光学场景对尺寸有一定要求，所以通常会选择光纤准直器来适配这类高集成度的应用场景，同时还能加快调节准直/耦合的时间。

光纤准直器是光纤信号传输中的一种常用的无源光器件，可以将光纤输出端的发散光经由内部的透镜转变为准直光（平行光），也可将自由空间内的平行光耦合进光纤之中。在使用准直器对光纤输出光进行准直时，需要注意3个参数：光束发散角、输出光束直径及最大束腰距离。

1.光束发散角：衡量光束从束腰向外发散的速度的一种属性；

2.输出光束直径：沿垂直于光束轴线并与其相交的指定线的直径；

3.最大束腰距离：实际传输中由于发散角的存在，输出光束为维持准直，其束腰距离透镜的最大距离。

光纤准直器根据其功能主要可分为固定式/可调式准直器、反射式/透射式准直器，且还可根据光纤接口、是否带尾纤等进行细分。固定式准直器中存在不同设计类型，包括非球面、双胶合、消色差等，可调式准直器也包括调焦、多轴调节准直器等。下面将分别介绍不同类型的光纤准直器。

固定式非球面光纤准直器

固定式非球面光纤准直器的镜片是固定不动的，没有运动部件；其结构紧凑不受错位影响，能够简化自由空间激光到光纤的耦合。

空气隙双胶合准直器

空气隙双胶合准直器的镜片也同样是固定不动的，其结构紧凑不受错位影响，此外，空气隙双胶合准直器还是双透镜设计，具有消球差性能。

消色差大口径光纤准直器

消色差大口径光纤准直器适用于大光束直径；其对焦距离可以在无限远和最近对焦距离之间改变，具有消色差性能；空气隙四透镜设计可产生极佳光束质量和更小的波前误差。

反射式准直器

反射式准直器内部配置的离轴抛物面反射镜，可使反射镜的焦距在宽波长范围内保持不变。由于这种固有属性，反射式准直器不需要调节就能准直不同波长的光，这使它们成为准直多色光的理想选择。

远距离准直器

远距离准直器结构紧凑，可适用于200米远距离准直；内部包含3片光学镜片，具有极好的准直效果和消像差效果。

变焦光纤准直器

变焦光纤准直器的焦距调节范围为6mm-18mm，且在焦距调节过程中也保持光束的准直；可精密调节光束的发散角，光束可以聚焦在最大束腰距离与0.3m最近聚焦距离之间的任何位置；在不影响准直的情况下可改变光束的尺寸。

五轴光纤准直器

LBTEK五轴光纤耦合器可应用于光纤准直或激光耦合，成对使用时可提供极高的耦合效率。透镜类型可选非球面透镜或消色差透镜，能满足低球差或低焦距漂移应用需求。此外，五轴光纤准直器的透镜可以进行X/Y/Z+俯仰偏摆五轴调节；可调焦距设计使此准直器能够在宽波段范围内使用，可根据不同使用波长灵活调试，均能达到理想的准直/耦合。

当需要把自由空间光耦合进单模光纤的时候，要求聚焦后打在光纤端面的光斑直径d≤光纤的模场直径MFD。

举个例子，耦合场景为：①自由空间准直光束光斑直径d=3mm；②光源波长为λ=633nm；③使用光纤为630-HP；④接头FC/PC。

1. 根据光纤型号以及波长，通过查表可知光纤的MFD约为4.5μm；

2. 根据公式，聚焦后的光斑直径d代入到上式，可得到焦距f=15.99mm，选择焦距小于并最接近16mm的15mm焦距即可。

三轴光纤准直器

LBTEK三轴光纤准直器采用高稳定性调节系统设计，高度集成小型化，可在极小空间内实现Z轴+俯仰偏摆三轴调节，俯仰和偏转角度行程范围为±5°，Z方向行程范围为±1mm，可以应用于光纤准直或者激光耦合场景并有效提升调节效率。

三轴光纤准直器采用非球面透镜设计，具有消球差性能，非球面透镜表面均镀有增透膜以减少反射率，三轴光纤准直器带有FC/APC接口，具有350nm-700nm、 600nm-1050nm或1050nm-1700nm三种膜系波长可选，焦距可选择4mm、7.5mm或11mm。

准直器机械件采用镍铜合金制作，具有优秀的耐热性和耐腐蚀性，透镜安装采用纯机械件固定，可提供更高的耐用性以及稳定性，不易受到温湿度等环境因素影响，可靠性强。

可调焦准直器

LBTEK可调焦准直器镜片位置和焦距可调，整体结构紧凑，可简化自由空间激光到光纤的耦合，在极小空间内实现Z轴可调节光纤准直输出。采用非球面透镜设计，适用于准直单一波长，并针对球面像差进行校正，非球面透镜表面均镀有增透膜以减少反射率，带FC/APC接口，可增加回损。整体为镍铜合金结构，纯机械件固定，提供了更高的耐久性以及稳定性，同时机械固定不易受到温度、湿度等环境因素影响，从而增强了准直器的可靠性。

可调焦准直器由安装卡环、透镜、透镜安装座以及准直器套筒4个结构组装而成。通过旋转偏心调节转杆的方式，使得耦合器可调焦部分移动可以补偿焦距变化或者在需要的波长和距离重新准直。

光纤准直器的种类繁多，涉及不同的透镜、调节维度、光纤接口和应用场景，从耦合效率、稳定性等不同角度出发，根据实际需求可优先选择不同类型的光纤准直器。