看出在锥角为59°耦合效率最高，超过60°耦合效率迅速下降很多，这可能和锥形端的入射孔径角有直接的关系，按照理论分析，当纤芯锥角小于32°，即对应的光纤锥角小于60°时，锥端入射孔径角随纤芯锥 机器人定位技术
角的增大而不断增大，当纤芯锥角大于32°，即对应的光纤锥角大于60°时，入射孔径角等于平端光纤孔径角，60°左右孔径角有一个突变，从实验数据上可以看出，耦合效率受锥角及其对应的入射孔径角的影响很大，同时也从侧面反映出了理论分析的正确性。影响耦合效率的另一个因素是锥端直径D的大小，我们也对同一锥角下不同锥端直径做了耦合实验，测量数据显示端面直径过小或过大都会降低耦合效率，锥端直径取40μm～50μm最佳。59
§5.4 本章小结
本章主要阐述了锥形光纤的常见制作方法及实验用特殊锥形光纤的制作工艺，并对研制出的特殊锥形光纤进行了测试和分析。
通过实验测出了锥形端出光发散角，理论计算和实验测量基本吻合，由于边缘部分光线偏弱，使得测量值小于理论计算值，设计出的特殊锥形光纤，能够实现大角度出光要求，可应用于激光医疗等方面，具有较大的实用价值。
在LD与光纤锥形端的耦合实验中，没有考虑菲涅耳反射损耗等因素，使得耦合效率偏低[11]，可以通过在锥形端面上镀增透膜来提高耦合效率[12]，从实验和理论两方面都可以反映出锥角和锥形端面的大小对耦合效率有着很大影响。
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参考文献
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结束语
随着光纤技术的飞速发展，光纤在信息社会的诸多领域起着越来越重要的作用。锥形光纤不仅广泛应用于医学、近场光学显微镜以及光孤子通信，而且还可以融合成光锥作为传像器件。锥形光纤器件主要是靠锥区的特殊性质来实现光功率的分配、复用/解复用、功率耦合和增益平坦化等方面的功能，因此研究锥形光纤器件的锥区性质是非常必要的，不但有利于锥形光纤器件性能的提高，也可以进一步促进光纤器件的发展。
本论文首先分析了光纤的基本概念及分类，并对光纤技术的发展及其在通信、医疗等领域的应用做了介绍。进而深入的阐述了光纤光学的波动理论及光线理论基础。从麦克斯韦方程出发，分析了光纤中的模式及其性质，重点分析了均匀光波导的波动理论。通过分析光纤的光线方程，讨论了普通光纤和梯度折射率光纤的光线理论。
在总结锥形光纤中光波传输、耦合、偏振等特性的基础上，根据射线理论准确地分析了特殊多模锥形光纤端的出光发散角及入射孔径角与锥角的具体关系，推导出了最大出光发散角及入射孔径角满足的条件。同时，按照理论指导提出了一种特殊锥形光纤的制作方案，实验中采用标准多模阶跃型光纤，利用熔融拉锥机对石英光纤进行拉锥，然后在光纤研磨机上研磨出锥端平面，从而得到所需要的锥形光纤。最后部分设计了测试系统对自制的锥形光纤出光发散角及孔径角进行了测量并进行了锥形光纤与激光二极管的耦合实验，结合理论对实验结果进行了分析。实验证明，设计出的特殊锥形光纤，能够实现大角度出光要求，可应用于激光医疗等方面，具有较大的实用价值。
然而由于实验室条件和时间的限制，许多问题还有待进一步解决：比如锥形光纤拉制过程中锥角不能够实现精确控制，利用现有设备制备大角度锥形光纤比较困难，这就有待于开发更先进的锥形光纤加工方法。在LD与光纤锥形端的耦合实验中，没有考虑菲涅耳反射损耗等因素，使得耦合效率偏低，可以通过在锥形
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