自由曲面光學透鏡的制作方法
【專利摘要】一種自由曲面光學透鏡，該光學透鏡包括前端面、后端面和圓柱面，該圓柱面連接前端面和后端面，該后端面是圓柱體的圓形端面，其中前端面對應光纖方向，該前端面為外凸的自由曲面，該自由曲面包括拋物線曲面S1和球體曲面S2構(gòu)成，其中球體曲面S2銜接拋物線曲面S1和圓柱面。本光學透鏡采用的自由曲面，是由球體曲面和拋物線曲面構(gòu)成，其中拋物線曲面處于透鏡端面的最中央，能夠聚集光線，避免入射光線分散，而在拋物線曲面與圓柱體之間，銜接的是曲度更大的球體曲面，則能夠在透鏡內(nèi)部聚攏入射光線，避免出射光束不平行，提高光傳輸效率，降低回波損耗。
【專利說明】自由曲面光學透鏡
【【技術(shù)領域】】
[0001]本實用新型涉及光纖設備【技術(shù)領域】，尤其涉及應用在光纖網(wǎng)絡中的光學器件及光學透鏡。
【【背景技術(shù)】】
[0002]光學器件是光纖傳輸系統(tǒng)中對光路起轉(zhuǎn)換、連接和控制功能的單元，光學器件是構(gòu)建光通訊系統(tǒng)與網(wǎng)絡的基礎，無論是高速光傳輸設備、長距離光傳輸設備、還是目前最受關注的智能光光網(wǎng)絡，它們的發(fā)展都取決于光器件技術(shù)進步及產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度，隨著光纖通訊技術(shù)的不斷進步，光器件迅速向小型化、降低構(gòu)造的復雜性、低成本、集成等方向發(fā)展。光纖準直器、光纖陣列單元FAU等光器件為光纖通訊系統(tǒng)及光纖傳感系統(tǒng)中的基礎光學器件，而所有的基礎光學器件都必須有精密光纖固定座，在光纖固定座中組裝配合的光纖、套管、透鏡等原件，構(gòu)成一不完整的光纖元器件。
[0003]光纖準直器Collimator由光纖頭、準直透鏡精確定位然后再外套一些玻璃套管或金屬套管組成。光線是由光纖頭射入到準直透鏡中，所以光纖頭的前端面對這準直透鏡的后端面。光纖頭是由光纖套入一內(nèi)徑與光纖外徑密切配合的毛細管，固定后再經(jīng)端面研磨制成。
[0004]準直透鏡的背端面也有一用以減少端面對光的反射的傾斜角。準直透鏡的端面傾斜角與光纖頭的端面傾斜角通常相平行。傾斜角角度一般為8 —，但也有4 — -16 —的選擇。大的傾斜角會產(chǎn)生較大的損耗。
[0005]將準直透鏡的后端面也設計為一個不垂直于套管中心軸的傾斜面，這個傾斜面是為了減少回波損耗而特別設計，所謂的回波損耗是指當由光纖頭發(fā)出的光在離開準直器前，反射回光纖頭的光或者由光纖頭接收的光在到達光纖頭前反射回去的光。
[0006]但是采用斜面的設計在降低回波損耗之后，無法提高光的傳輸效率，有更多嘗試用自由曲面制作的光學透鏡，自由曲面的聚光效果更好，能進一步提高光傳輸效率。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
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[0007]本實用新型針對以上問題提出了自由曲面光學透鏡，該自由曲面光學透鏡能在降低回波損耗的基礎上，提高光的傳輸效率，從而改善整個光纖系統(tǒng)的效率和傳輸性能。
[0008]本實用新型所涉及的自由曲面光學透鏡，包括前端面、后端面和圓柱面，該圓柱面連接前端面和后端面，該后端面是圓柱體的圓形端面，其中前端面對應光纖方向，該前端面為外凸的自由曲面，該自由曲面包括拋物線曲面SI和球體曲面S2構(gòu)成，其中球體曲面S2銜接拋物線曲面SI和圓柱面。
[0009]該拋物線曲面SI是由Y = X2的拋物線繞Y軸旋轉(zhuǎn)而成的曲面的一部分。 [0010]該球體曲面S2是直徑與圓柱體直徑相等的球體的一部分。
[0011]本實用新型采用的自由曲面，是由球體曲面和拋物線曲面構(gòu)成，其中拋物線曲面處于透鏡端面的最中央，能夠聚集光線，避免入射光線分散，而在拋物線曲面與圓柱體之間，銜接的是曲度更大的球體曲面，則能夠在透鏡內(nèi)部聚攏入射光線，避免出射光束不平行，提高光傳輸效率，降低回波損耗。
【【專利附圖】
【附圖說明】】
[0012]圖1是本實用新型自由曲面光學透鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]其中:10、光學透鏡；11、如端面；12、后端面；13、圓柱面；S1、拋物線曲面；S2、球
體曲面。
【【具體實施方式】】
[0014]下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型自由曲面光學透鏡進行詳細說明。
[0015]請參考附圖1:自由曲面光學透鏡10，包括前端面11、后端面12和圓柱面13，該圓柱面13連接前端面11和后端面12，該后端面12是圓柱體的圓形端面，其中前端面11對應光纖方向，該前端面11為外凸的自由曲面，該自由曲面包括拋物線曲面SI和球體曲面S2構(gòu)成，其中球體曲面S2銜接拋物線曲面SI和圓柱面13。
[0016]該拋物線曲面SI是由Y = X2的拋物線繞Y軸旋轉(zhuǎn)面成的曲面的一部分。
[0017]該球體曲面S2是直徑與圓柱體直徑相等的球體的一部分。
[0018]本實用新型采用的自由曲面，是由球面和拋物線曲面構(gòu)成，其中球面部分處于透鏡端面的最中央，能夠聚集光線，避免入射光線分散，而在球面與圓柱體之間，銜接的是曲度更大的拋物線曲面，則能夠在透鏡內(nèi)部聚攏入射光線，避免出射光束不平行，提高光傳輸效率，降低回波損耗。
[0019]以上所述，僅是本實用新型較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，雖然本實用新型以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許變更或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本實用新型技術(shù)是指對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種自由曲面光學透鏡，其特征在于，該光學透鏡包括前端面、后端面和圓柱面，該圓柱面連接前端面和后端面，該后端面是圓柱體的圓形端面，其中前端面對應光纖方向，該前端面為外凸的自由曲面，該自由曲面包括拋物線曲面SI和球體曲面S2構(gòu)成，其中球體曲面S2銜接拋物線曲面SI和圓柱面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述自由曲面光學透鏡，其特征在于，該拋物線曲面SI是由Y= X2的拋物線繞Y軸旋轉(zhuǎn)而成的曲面的一部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述自由曲面光學透鏡，其特征在于，該球體曲面S2是直徑與圓柱體直徑相等的球體的一部分。
【文檔編號】G02B3/02GK203643627SQ201320709488
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年11月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月1日
【發(fā)明者】黃燕平 申請人:深圳市天陽谷科技發(fā)展有限公司