CN101320137A - 一种小直径自聚焦透镜式准直器 - Google Patents
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Abstract
一种小直径自聚焦透镜式准直器，其包括玻璃套管、粘固在玻璃套管内的光纤头和设置在光纤头中的光纤，所述玻璃套管内与光纤头相对的另一端设一小直径自聚焦透镜块，该小直径自聚焦透镜块由小直径自聚焦透镜和可进行光学加工的套管组成，小直径自聚焦透镜粘固在可进行光学加工的套管内。由于小直径自聚焦透镜的直径较一般光纤的纤芯大得多，加工而成的小直径自聚焦透镜块一致性好，由其制作而成的光纤耦合器、光开关、光纤准直器的插入损耗低。此外，根据需要可以制成双光纤准直器、多光纤准直器。
Description
技术领域
本发明涉及一种准直器，尤指一种小直径自聚焦透镜式准直器。
背景技术
自聚焦透镜(Grin lens)又称梯度渐变折射率透镜，是指其内部的折射率从中心轴到周边沿径向梯度逐渐减小、呈轴对称抛物线分布的柱状光学透镜。它具备准直、聚焦、耦合、成像等功能，具有体积小、耦合效率高、插入损耗低的优点，并且可以在端面成像。加上它圆柱状小巧的外形特点，自聚焦透镜广泛用于各种有源、无源光器件，如光纤连接器、光纤耦合器、波分复用器、光衰减器、光隔离器、光滤波器、光开关、光纤准直器、掺铒光纤放大器、光纤光栅等；同时它也广泛应用于医用光学领域，如数码电子宫腔镜等医用内窥镜。长期以来，自聚焦透镜直径一般为1mm以上，这样易于加工。对于直径小于1mm的自聚焦透镜即小直径自聚焦透镜，由于不易固定与加工，难以在实践中应用。
一文献号为CN2789786Y的实用新型专利公开了一种光纤微透镜式准直器，其包括光纤头和光纤，光纤设置在光纤头中，另有一光纤微透镜块固定于光纤头一端，该光纤微透镜块由自聚焦光纤和玻璃毛细管组成，其两端光学抛光，自聚焦光纤粘固在玻璃毛细管中。虽然该专利提出用自聚焦光纤即多模光纤和玻璃毛细管制作多模光纤准直器，但由于多模光纤透镜一致性较差，效果不理想。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对上述光纤微透镜式准直器存在的问题，提供一种小直径自聚焦透镜式准直器，其一致性好、插入损耗低。
本发明的技术方案是：一种小直径自聚焦透镜式准直器，其包括玻璃套管、粘固在玻璃套管内的光纤头和设置在光纤头中的光纤，所述玻璃套管内与光纤头相对的另一端设一小直径自聚焦透镜块，该小直径自聚焦透镜块由小直径自聚焦透镜和可进行光学加工的套管组成，小直径自聚焦透镜粘固在可进行光学加工的套管内。
根据需要，小直径自聚焦透镜块可制作成由两个或两个以上小直径自聚焦透镜粘固在多孔可进行光学加工的材料中构成的小直径自聚焦透镜阵列块。
根据需要，光纤头采用双光纤头，与此相一致地，小直径自聚焦透镜块采用双自聚焦透镜块；当双光纤头间距等于双小直径自聚焦透镜间距时，这样就构成了双光纤小直径自聚焦透镜式准直器。
本发明的有益效果是：小直径自聚焦透镜，由于其直径较小，加工与固定都不易。通过将小直径自聚焦透镜粘结在较大直径的玻璃套管或陶瓷套管内，以小直径自聚焦透镜与玻璃套管或陶瓷套管作为一个整体加工成所需长度尺寸的小直径自聚焦透镜块，最后对小直径自聚焦透镜块端面进行光学抛光并根据需要进行镀膜。这样即可对小直径自聚焦透镜进行大规模快速加工，由于小直径自聚焦透镜的直径较一般光纤的纤芯大得多，加工而成的小直径自聚焦透镜块一致性好，由其制作而成的光纤耦合器、光开关、光纤准直器的插入损耗低。此外，根据需要可以制成双光纤准直器、多光纤准直器。
附图说明
图1为小直径自聚焦透镜块第一种结构图；
图2为本发明第一实施例结构图；
图3为扩束望远镜结构图；
图4为微片式激光器光束准直结构图；
图5(a)为小直径自聚焦透镜块第二种结构图；
图5(b)为图5(a)端面图；
图6(a)为小直径自聚焦透镜块第三种结构图；
图6(b)为图6(a)端面图；
图7(a)为小直径自聚焦透镜块第四种结构图；
图7(b)为图7(a)端面图；
图8(a)为小直径自聚焦透镜块第五种结构图；
图8(b)为图8(a)端面图；
图9为双光纤准直器结构图；
具体实施方式
直径1mm以下的自聚焦透镜为小直径自聚焦透镜，由于其直径较小，加工与固定都不易。通过将小直径自聚焦透镜粘结在较大直径的玻璃套管或陶瓷套管内，以小直径自聚焦透镜与玻璃套管或陶瓷套管作为一个整体加工成所需长度尺寸的小直径自聚焦透镜块，最后对小直径自聚焦透镜块端面进行光学抛光并根据需要进行镀膜。这样即可对小直径自聚焦透镜进行大规模快速加工，由于小直径自聚焦透镜的直径较一般光纤的纤芯大得多，加工而成的小直径自聚焦透镜块一致性好，由其制作而成的光纤耦合器、光开关、光纤准直器的插入损耗低。
如图1所示，其中一种加工完好的小直径自聚焦透镜块104，小直径自聚焦透镜101通过粘结胶103粘固在玻璃套管102内。
如图2所示，其中一种结构的小直径自聚焦透镜式准直器205，它包括玻璃套管203、光纤头202和设置在光纤头中的光纤204，光纤头202通过粘结胶固定在玻璃套管203的一端，玻璃套管203内与光纤头202相对的另一端设有如图1所示的小直径自聚焦透镜块104。
如图3所示，采用如图1所示的小直径自聚焦透镜块104制成的扩束望远镜，小直径自聚焦透镜块104粘固在套管303内的一端，普通透镜302设在套管303内的另一端，这样就构成细光束扩束望远镜系统。
如图4所示，该微片式激光器包括泵浦源即激光二极管401和沿泵浦方向依次设置的光束耦合系统402、微片403以及如图2所示的小直径自聚焦透镜式准直器205。因为微片式激光器光束直径在几十μm范围，则可直接用小直径自聚焦透镜式准直器耦合到单模光纤中。
两个或两个以上小直径自聚焦透镜粘结在多孔可进行光学加工的材料中，以此制作小直径自聚焦透镜阵列块。
如图5(a)、5(b)所示，两个小直径自聚焦透镜1011、1012粘固在双孔玻璃管1021中，小直径自聚焦透镜1011、1012端面中心所在的直线为双孔玻璃管1021的直径。
如图6(a)、6(b)所示，两个紧靠的小直径自聚焦透镜1011、1012粘固在椭圆孔玻璃管1022中，小直径自聚焦透镜1011、1012端面中心所在的直线为椭圆孔玻璃管1022的直径。
如图7(a)、7(b)所示小直径自聚焦透镜块的结构，其与图5(a)、5(b)所示的结构相同，只是小直径自聚焦透镜的个数增加了。
如图8(a)、8(b)所示小直径自聚焦透镜块的结构，其与图6(a)、6(b)所示的结构相同，只是小直径自聚焦透镜的个数增加了。
如图9所示，该双光纤准直器采用了如图5(a)、5(b)所示的小直径自聚焦透镜阵列块即双自聚焦透镜块603，该双自聚焦透镜块设在玻璃套管203内的一端，与双自聚焦透镜块相对的另一端设有双光纤头601。双光纤头间距为d1，双小直径自聚焦透镜间距为d2，若d1＝d2则可制作成输出光相互平行的双光纤准直器，该双光纤准直器特别适用于无源器件。
Claims (5)
1、一种小直径自聚焦透镜式准直器，其包括玻璃套管、粘固在玻璃套管内的光纤头和设置在光纤头中的光纤，其特征在于：所述玻璃套管内与光纤头相对的另一端设一小直径自聚焦透镜块，该小直径自聚焦透镜块由小直径自聚焦透镜和可进行光学加工的套管组成，小直径自聚焦透镜粘固在可进行光学加工的套管内。
2、根据权利要求1所述的小直径自聚焦透镜式准直器，其特征在于：所述小直径自聚焦透镜块为由两个或两个以上小直径自聚焦透镜粘固在多孔可进行光学加工的材料中构成的小直径自聚焦透镜阵列块。
3、根据权利要求2所述的小直径自聚焦透镜式准直器，其特征在于：所述多孔可进行光学加工的材料为双孔玻璃管材，其双孔直径所在的直线与玻璃管径重合。
4、根据权利要求2所述的小直径自聚焦透镜式准直器，其特征在于：所述多孔可进行光学加工的材料为椭圆孔玻璃管材，其椭圆孔长、短轴所在的直线与玻璃管径重合。
5、根据权利要求1所述的小直径自聚焦透镜式准直器，其特征在于：所述光纤头为双光纤头，所述小直径自聚焦透镜块为双自聚焦透镜块；双光纤头间距等于双小直径自聚焦透镜间距。
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Publications (1)
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