一. 简介

反射式准直器，由内部一块离轴抛物面反射镜加精密的机械结构组装而成，通常情况下，离轴抛物面反射镜通常为铝基底，在基底上镀上金属膜，其反射表面是母抛物面中截取的一部分。利用离轴抛物面反射镜可以无色散的聚焦平行光束或准直点光源，其离轴的设计可以将焦点从光路中分离出来。

图1 离轴抛物面反射镜聚焦平行光束

二、特点

1、实现光路方向偏转；

2、各种光束收集、光束准直和光束聚焦；

3、多模光纤和单模光纤都可使用

三、说明

反射式准直器光斑输出大小，与内部的离轴抛物面和光纤的发散角相关，为了达到合适的光斑，我们通常选用合适的光纤控制光斑大小，而光纤的发散角与其数值孔径的关系为：

\( NA=nsin\theta \)

其中θ为发散半角，NA为数值孔径，假设在反射式准直器中的为的周围介质为空气，则其n=1，我们可以根据几何计算出其理论近似直径为：

\( d=2*NA*RFL \)

其中d为光斑大小，RFL为反射焦距。该光斑直径约为强度下降到1%-5%强度左右的光斑，而不是下降到1/e2强度下水平下的光束直径。

使用单模光纤NA=0.13时，其1/e²下的光斑可见下表：

注：1/e²光斑为使用532 nm光源实测所得，为参考值，不同批次可能存在一定偏差。

发散角公式为：

\( \theta \approx \left ( \frac{MFD}{RFL} \right )\left ( \frac{180}{\pi } \right ) \)

其中θ角度为发散全角，MFD为单模光纤的模场直径。

在多模光纤输入进行准直时，首先需要多模光纤的数值孔径小于反射式准直器光纤的NA。如下图所示，在光纤传播过程中，红色线条表示光纤NA大于反射式准直器NA部分的光线，其传播过程中会被外壳阻挡，而蓝色线条表示为光纤NA小于反射式准直器NA的光线，不会被外壳阻挡，进行正常准直。

图2 反射式准直器光线示意图

在多模光纤使用过程中，还需要注意发散角也会略微受到纤芯直径的影响。光纤直径越大，其发散角会越大（建议使用纤芯较小的多模光纤进行准直）。随着纤芯直径增大，允许的最大NA会稍微减小。如果光束直径大于反射型准直器的通光孔径，则输出光束同样会受到准直器外壳的阻挡。下表显示为不同NA的多模光线使用时的理论光斑：

注：/表示光纤的NA＞反射式准直器的NA，光线传播过程中，会有部分被外壳阻挡。