光纤基本光学特性实验表格

光纤特性量测
一、实验目的
1. 以氦氖雷射为光源观察单模（Single mode）及多模（Multimode）光纤的数值孔径（Numerical Aperture）之不同。
2. 利用光纤微弯器（Mode Scrambler）探讨外加应力对单模及多模光纤的光功率传输损耗之影响。
二、实验步骤与实验结果、分析讨论
(1) 光纤数值孔径实验：
在这个实验中，我们准备了单模光纤与多模光纤，经由观察光通过光纤之后在方格屏幕绕射光投影的大小来计算并比较单模光纤与多模光纤数值孔径之不同。实验步骤如下：
首先利用光圈将氦氖雷射调成与桌面同一水平高度，接下来准备我们所需要使用的单模及多模光纤，裁剪适当长度的光纤约一到二公尺，将光纤两端的纤壳（cladding）利用光纤剥皮剪（Fiber Stripper）去除适当长度约五到十公分，为确保光纤断面的平整，我们使用光纤切割机（Fiber Cleaver）来切平光纤断面[注 ]，将光纤两端之断面处理妥当之后，将一端固定於光纤夹柱之中，将光纤放进光纤夹柱沟槽内并使用固定铁片固定光纤，光纤切面需突出光纤夹柱一些以便於将雷射光源耦合进光纤，将以固定光纤之光纤夹柱放置於显微物镜后之固定孔中并以攻芽螺丝固定，光纤另一端以光纤夹架固定，并且将光纤切面放至於距离方格屏幕五公分处。
启动氦氖雷射并将光源入射显微物镜，适当调整显微物镜距离将光源耦合进入光纤纤核（core）中，并适度微调水平及左右位置，使光更容易耦合进入光纤，可在光纤输出端利用光功率计观察是否耦合良好（至少30 % 耦合效率），光源经过光纤后输出光中心尽量对准方格屏幕之中心，并使光源中心在移动平移台时不会有明显偏移，在光源距离屏幕五公分时纪录其输出光直径（方格屏幕一格为1mm），此后每一公分纪录一次光直径，纪录至光源离屏幕十公分时为止，然后画出其输出光直径对距离的分布图形，并计算其最大出射角度 及数值孔径NA = ，其中 为空气的折射率。

光纤输出端与屏幕之距离 单模光纤
输出光直径 (mm) 多模光纤
输出光直径 (mm)
5 cm
6 cm
7 cm
8 cm
9 cm
10 c