要是光纤端面沾上了点儿脏东西,耦合效率咋就一下子掉得这么凶呢?有回做实验的时候,就碰到这种让人头疼的“鬼打墙”事儿:刚刚调好的系统,看着功率特别高,过了一会儿突然就掉下去了。咋调都没啥用,最后拿显微镜一看,发现原来是端面落了个极小的脏点。第一次碰上这种情况的人都得纳闷:这么小一粒灰,咋就把功率给挡没了呢?其实啊,这污染带来的坏影响比我们想的大多了。 单模光纤的纤芯细得吓人,拿通信波段的来说吧,直径也就8到10微米,模场直径也差不多这么大。真正能走光信号的地方就只有那么几十平方微米大小。要是上面沾了一粒2到3微米的灰尘,那就是挡住了不少区域,功率自然就直线往下掉。在这个尺度下,一粒普通的灰尘简直就是个“大怪物”。 干净的时候光都能顺顺当当地进光纤模式,但要是有灰尘或者油污粘着,光线就得在这些颗粒物上四处乱反射。散射出去的光进不去基模里去了,只会到处乱跑,最后功率丢了一大堆,模式也被搞歪了。哪怕只占端面一小块地方也不行。 本来干净的光纤端面就像空气碰到石英那种干净的界面,可一旦有了污染物隔着一层空气、污染物、石英这种三层结构,折射率不一样就会导致光往哪走都不对劲儿。本来该匹配的模式这下全乱套了。 特别是在大功率系统里,这点污染更是个大隐患。它们会吸收一部分能量让自己发热。功率一大就容易把颗粒给烧黑了,甚至把端面给烫坏了。烧黑之后就更难恢复功率了。所以在这种系统里保持端面干净比怎么对得准还要重要得多。 为啥这种问题大家老是容易忽略呢?因为它来得突然又悄无声息。系统看着没问题就是效率掉了;调了半天光路也没用;而且肉眼基本都看不到污染点。 所以下次要是在实验里遇到耦合效率突然断崖式下跌、反复调也没用、看起来又没啥问题的时候千万别急着拆机器去修别的地方,最好先去显微镜下检查检查光纤端面到底干不干净才行。