一、空间光干涉和光纤（光波导）耦合

目前市面上的激光多普勒测振仪使用的光路耦合技术主要有以下两种：空间光干涉（耦合）及光纤（光波导）耦合。早期绝大多数的激光多普勒测振仪都是使用空间光干涉技术，后来为了提高耦合效率，一些高端的激光测振产品也使用了光纤耦合的技术，但是氦氖激光器耦合到光纤会有一定的光功率损耗，而挚感光子设计了高效的光耦合波导芯片（光波导耦合技术），从设计原理上提高了光路耦合的效率。

空间光干涉技术的原理如图1所示，其本质是使空间中的物光与参考光直接耦合，进而再进行干涉及光路处理，因此空间光干涉效率n其数学表达式为：

即|干涉光功率-参考光功率|/参考光功率，干涉光为物光与参考光的干涉结果。

其中E₀为物光功率，E_r为参考光功率。

图1 空间光干涉原理示意图

光纤（光波导）耦合的原理如图2所示，其本质是空间光先在光纤/波导口处进行整形，然后再进行干涉，光纤（光波导）耦合效率n其数学表达式为：              

其中E₀为物光功率，E_f为单模光纤模场中光功率。

图2 光纤（光波导）耦合原理示意图

二、仿真计算分析

        Ø模型假设：

1)二维简化模型如上图所示，仿真光路中省略所有的BS（分光棱镜）。

2)3um高斯光源，优化为5m处光斑最小，反射得到的物光E₀(经F28透镜聚焦)完全一致。

3)被测物表面为σ=0.5um、correlation length=0.8um的粗糙随机表面，结果作蒙特卡洛平均。

4)光纤（光波导）耦合中假设耦合进光纤的光100%干涉

Ø结果对比分析

图3 两种光耦合技术耦合效率对比结果图

由图3可知，横坐标为传播距离，即物体与透镜之间的距离，纵坐标为耦合效率。在应用景深范围内，光纤耦合效率最大值为92.656%，空间光干涉效率最大值为22.949%，其4.5~5.5m段平均值为13.820%。结果表明，光纤耦合效率最大值相比于空间光干涉效率提升约5.7倍。