空间光耦合：从器件选型到系统搭建的完美指南

在激光系统集成中，准直模块与耦合模块的高效配合始终是核心难题。如何利用非球面透镜提高耦合效率？准直模块与扩束镜怎样实现光斑匹配？本文深度拆解自由空间光准直耦合系统架构，提供从器件原理到工程落地的完整技术方案。

原理示意图                                                                                                                                                                            实物结构图

01 系统架构

三大模块构建精密光路：扩束系统（可选）→ 准直模块 → 耦合模块。从光斑预处理到能量精准传输，三大功能单元环环相扣。以下聚焦两大核心功能模块的技术实现：

准直模块：打造高精度光束基准

1、空间激光准直技术路径

透镜选型：球面透镜组合满足基础准直需求，非球面透镜消除球差，提升光束质量；

光斑匹配：通过扩束镜（2X/4X/8X等可选）实现光束直径与后级元件的参数匹配；

精密调节：搭载五维调整架（±4º的俯仰和倾斜调节，±2.0mmXY轴平移，±3.2mmZ轴平移），确保透镜组同轴度；

输出指标：准直光束发散角＜0.5mrad 。

非球面透镜系列产品

2、光纤激光准直解决方案

快速准直：直接集成光纤准直器（PC/APC/SMA 接口）或非球面透镜；

亚微米级校准：五维调整架（±4º的俯仰和倾斜调节，±2.0mmXY轴平移，±3.2mmZ轴平移）实现光轴的精准对位；

稳定性设计：金属封装结构抗振动。

光纤准直器系列产品

耦合模块：能量传输的终极优化

方案A：非球面透镜+光纤组合方案

效率突破：非球面透镜（NA：0.15-0.86）将单模光纤耦合效率提升至90%以上；

精密对芯：五维调整支架（±4º的俯仰和倾斜调节，±2.0mmXY轴平移，±3.2mmZ轴平移）实现光纤纤芯与焦点的高精度对准；

兼容性：支持单模光纤及多模光纤系统。

方案 B：一体化耦合器解决方案

极简设计：集成式耦合器省略复杂调校步骤，搭建时间缩短50%；

多波长适配：内置非球面/球面透镜或反射式元件，兼容多种激光波长光纤系统。

多维调节支架

02 系统核心技术优势

03  选型决策四要素

1. 波长匹配：根据激光波长（紫外/可见/红外）选择膜系

2. 数值孔径：透镜NA值需匹配光纤NA

3. 功率大小：激光功率密度需小于元件损伤阈值

4. 空间适配：元件尺寸与系统光机结构匹配

空间光耦合系统的设计本质是精密光学与机械器件的完美协同。从光斑形态控制到能量高效传输，每个环节的参数匹配都决定着系统性能上限。维度光电提供全系列准直耦合器件（非球面透镜/纤准直器/精密调整架）及定制化解决方案，助力客户快速搭建高可靠性激光光路系统。