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Experimental demonstration of single-mode fiber coupling using adaptive fiber coupler

Chinese Physics B 2014年第1期23卷 260-265页

作者：罗文耿超武云云谭毅罗奇刘红梅李新阳 Key Laboratory on Adaptive Optics Chinese Academy of Sciences Chengdu 610209 China Institute of Optics and Electronics Chinese Academy of Sciences Chengdu 610209 China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049 China

coupling plane wave into a single-mode fiber （SMF） with high and steady coupling efficiency is crucial for fiber- based free-space laser systems, where random angular jitters are the main influencing factors of fiber coupling. In this paper, we verified a new adaptive-optic device named adaptive fiber coupler （AFC） which could compensate angular jitters and improve the SMF coupling efficiency in some degree. Experiments of SMF coupling under the angular jitter situation using AFC have been achieved. Stochastic parallel gradient descent （SPGD） algorithm is employed as the control strategy, of which the iteration rate is 625 Hz. In closed loop, the coupling efficiency keeps above 65% when angular errors are below 80/3tad. The compensation bandwidth is 35 Hz at sine-jitter of 15 ~rad amplitude with average coupling efficiency of above 60%. Also, experiments with simulated turbulence have been studied. The average coupling efficiency increases from 31.97% in open loop to 61.33% in closed loop, and mean square error （MSE） of coupling efficiency drops from 7.43% to 1.75%.

关键词： single-mode fiber coupling adaptive fiber coupler adaptive optics free-space optical communication

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