CN103926656A - 一种光纤准直器 - Google Patents

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CN103926656A CN201410159567.3A CN201410159567A CN103926656A CN 103926656 A CN103926656 A CN 103926656A CN 201410159567 A CN201410159567 A CN 201410159567A CN 103926656 A CN103926656 A CN 103926656A
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黄燕平
周小平
张怀忠
李立
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Abstract

本发明公开一种光纤准直器，包括至少一根光纤和与光纤对应数量的自由曲面自聚焦透镜，所述光纤包括涂敷层和纤芯，所述纤芯的一端裸露在所述涂敷层外，所述自由曲面自聚焦透镜包括长方体部分和自由曲面部分，裸露的纤芯从所述自由曲面部分一面的对立面插入至所述长方体部分内部，与所述长方体部分紧密连接为一个整体，所述裸露的纤芯的总长度大于其插入在所述长方体部分中的长度，所述自由曲面自聚焦透镜的光轴与所述光纤同心。本发明结构简单，容易装配，具有低插入损耗以及能使元件微型化，将光纤与透镜二者结合为一体，可以单个或阵列使用，具有高稳定性、高可靠性、体积小和重量轻等特点，能使准直器尺寸微型化到最小。

Description

一种光纤准直器
技术领域
本发明涉及光纤通讯网络及光纤通信设备领域，尤其涉及一种光纤准直器，该光纤准直器将光纤发射出来的光进行准直。
背景技术
光纤是光导纤维的简写，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具，广泛应用于通信等各个领域。根据光纤中的传输模式数量分类，光纤又可分为多模光纤和单模光纤。多模光纤可以采用阶跃折射率分布，也可以采用渐变折射率分布；单模光纤多采用阶跃折射率分布。因此，现有的光纤可分为多模阶跃折射率光纤、多模渐变折射率光纤和单模阶跃折射率光纤三种。
然而，单模光纤是典型的突变折射率光纤，单模光纤的光是发散的，不利于耦合到其它器件上，光耦合效率低；而单模光纤作为接收光的光纤时，光的吸收率不高，光耦合效率也低；目前，光纤广泛应用于通信等各个领域，依靠其传输的数据量也是非常之庞大；且在硅光学等实验中，往往难以将光纤对准到平面波导。
光通讯网络是由多个光学器件组成，光纤与其他光纤器件之间的精准程度以及耦合效率，影响着光通讯网络的性能。因此需要光纤准直器来提高光纤与光纤或光纤与器件之间的耦合效率，减少插入损耗。光纤准直器是构建光通讯系统与网络的基础器件之一，随着光纤通讯技术的不断进步，光纤准直器的制造朝向降低构造的复杂型、缩小体积、降低成本方向发展，不断大批量并集成化生产。
因此，有必要提供一种结构简单、体积微小、成本低、能有效提高光耦合效率及耦合工作距离的光纤准直器。
发明内容
为解决上述现有技术中所存在的问题，本发明提供一种光学元件少、尺寸小、组装过程简单，能最大程度集成化的光纤准直器。
本发明采用如下技术方案实现：一种光纤准直器，包括至少一根光纤和与光纤对应数量的自由曲面自聚焦透镜，所述光纤包括涂敷层和纤芯，所述纤芯的一端裸露在所述涂敷层外，所述自由曲面自聚焦透镜包括长方体部分和自由曲面部分，所述自由曲面部分设置在所述长方体部分最小面上的中心位置，裸露的纤芯从所述自由曲面部分一面的对立面插入至所述长方体部分内部，与所述长方体部分紧密连接为一个整体，所述裸露的纤芯的总长度大于其插入在所述长方体部分中的长度，所述自由曲面自聚焦透镜的光轴与所述光纤同心。
优选地，所述光纤的数量为多根，所述自由曲面自聚焦透镜为多个，多个所述自由曲面自聚焦透镜按阵列排布且为一个整体。
优选地，所述自由曲面部分为平面、凸凹球面、凸凹非球面或弧形面。
优选地，所述长方体部分最小面略大约所述自由曲面部分。
优选地，所述光纤与所述自由曲面自聚焦透镜的交界处周围涂有光学保护胶。
优选地，所述自由曲面部分上镀有反射膜。
优选地，所述光纤为玻璃光纤、石英光纤或塑料光纤中的任意一种。
优选地，所述自由曲面自聚焦透镜的材质为光学模压玻璃、石英或光学塑料中的任意一种。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明结构简单，容易装配，具有低插入损耗以及能使元件微型化，将光纤与透镜二者结合为一体，可以单个或阵列使用，有效提高了光耦合效率和耦合工作距离，球面透镜可减少球面成像差，增加接收角，进一步改善光耦合效率，具有焦距长、光耦合率高的特点，高稳定性、高可靠性、体积小和重量轻等特点，能使准直器尺寸微型化到最小；零部件精简、组装过程简单、节省人力和时间成本；光纤与透镜材质可以一致，光通过的介质层最少，回波损耗将至最低。
 
附图说明
图1是本发明一种光纤准直器实施例1的主视图；
图2是本发明一种光纤准直器实施例1的俯视图；
图3是本发明一种光纤准直器实施例2的主视图；
图4是本发明一种光纤准直器实施例2的俯视图；
图5是本发明一种光纤准直器分割后的单个光纤准直器的主视图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的具体实施方式和实施例加以详细说明，所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并非用于限定本发明的具体实施方式。
实施例1
如图1、图2、图5所示，本发明提出一种光纤准直器，包括81根光纤1和81个自由曲面自聚焦透镜2，所述光纤1采用石英光纤，所述自由曲面自聚焦透镜2的材质采用光学模压玻璃，81个所述自由曲面自聚焦透镜2按9×9阵列排布且为一个整体；所述光纤1包括涂敷层12和纤芯14，所述纤芯14的一端裸露在所述涂敷层12外；所述自由曲面自聚焦透镜2包括长方体部分22和自由曲面部分24，所述自由曲面部分24为凸球面，所述自由曲面部分24设置在所述长方体部分22最小面上的中心位置，所述自由曲面部分24上镀有反射膜，所述长方体部分22最小面略大于所述自由曲面部分24，裸露的纤芯14从所述自由曲面部分24一面的对立面插入至所述长方体部分22内部，被所述自由曲面自聚焦透镜2紧紧挤压，与所述长方体部分22紧密连接为一个整体，所述裸露的纤芯14的总长度大于其插入在所述长方体部分22中的长度，所述光纤1与所述自由曲面自聚焦透镜2交界处周围涂有光学保护胶；所述自由曲面自聚焦透镜2的光轴与所述光纤1同心；所述光纤准直器可整体使用，也可经切割分为单个的光纤准直器使用。
实施例2
如图3、图4、图5所示，本发明提出一种光纤准直器，包括21根光纤1和21个自由曲面自聚焦透镜2，所述光纤1采用玻璃光纤，所述自由曲面自聚焦透镜2的材质采用光学塑料，21个所述自由曲面自聚焦透镜2按7×3阵列排布且为一个整体；所述光纤1包括涂敷层12和纤芯14，所述纤芯14的一端裸露在所述涂敷层12外；所述自由曲面自聚焦透镜2包括长方体部分22和自由曲面部分24，所述自由曲面部分24为弧形面，所述自由曲面部分24设置在所述长方体部分22最小面上的中心位置，所述自由曲面部分24上镀有反射膜，所述长方体部分22最小面略大于所述自由曲面部分24，裸露的纤芯14从所述自由曲面部分24一面的对立面插入至所述长方体部分22内部，被所述自由曲面自聚焦透镜2紧紧挤压，与所述长方体部分22紧密连接为一个整体，所述裸露的纤芯14的总长度大于其插入在所述长方体部分22中的长度，所述光纤1与所述自由曲面自聚焦透镜2交界处周围涂有光学保护胶；所述自由曲面自聚焦透镜2的光轴与所述光纤1同心；所述光纤准直器可整体使用，也可经切割分为单个的光纤准直器使用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围的内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种光纤准直器，其特征在于：包括至少一根光纤和与光纤对应数量的自由曲面自聚焦透镜，所述光纤包括涂敷层和纤芯，所述纤芯的一端裸露在所述涂敷层外，所述自由曲面自聚焦透镜包括长方体部分和自由曲面部分，所述自由曲面部分设置在所述长方体部分最小面上的中心位置，裸露的纤芯从所述自由曲面部分一面的对立面插入至所述长方体部分内部，与所述长方体部分紧密连接为一个整体，所述裸露的纤芯的总长度大于其插入在所述长方体部分中的长度，所述自由曲面自聚焦透镜的光轴与所述光纤同心。
2.根据权利要求1所述的光纤准直器，其特征在于：所述光纤的数量为多根，所述自由曲面自聚焦透镜为多个，多个所述自由曲面自聚焦透镜按阵列排布且为一个整体。
3.根据权利要求1或2所述的光纤准直器，其特征在于：所述自由曲面部分为平面、凸凹球面、凸凹非球面或弧形面。
4.根据权利要求1或2所述的光纤准直器，其特征在于：所述长方体部分最小面略大约所述自由曲面部分。
5.根据权利要求1或2所述的光纤准直器，其特征在于：所述光纤与所述自由曲面自聚焦透镜的交界处周围涂有光学保护胶。
6.根据权利要求1或2所述的光纤准直器，其特征在于：所述自由曲面部分上镀有反射膜。
7.根据权利要求1或2所述的光纤准直器，其特征在于：所述光纤为玻璃光纤、石英光纤或塑料光纤中的任意一种。
8.根据权利要求1或2所述的光纤准直器，其特征在于：所述自由曲面自聚焦透镜的材质为光学模压玻璃、石英或光学塑料中的任意一种。
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