[发明专利]折射率分布透镜、加工折射率分布透镜的方法和透镜组

说明书

技术领域

本发明涉及折射率分布透镜、加工折射率分布透镜的方法和透镜组。

背景技术

折射率分布透镜通过在圆柱形的玻璃件上使用例如离子交换的处理方法加工。这会从透镜的中央部分向透镜的外缘部分分布折射率。通常透镜外缘部分的折射率不包括在预期的折射率分布范围内。这样，就不能使用透镜的外缘部分。例如，参见图27，折射率分布透镜11具有有效部分12。有效部分12位于折射率分布透镜11的中心并具有标注为De的直径。有效部分12内的像差是允许的。有效部分12周围限定出外缘部分13。外缘部分13中分布的折射率不包括在预期的范围内。因此，折射率分布透镜11的直径Do由有效部分12的有效直径De加上用外缘部分的宽度乘以二获得的数值确定。由于分布在外缘部分13的折射率不包括在允许的范围内，通过外缘部分13的光线焦点与通过有效部分12的光线焦点不同，这就在透镜中产生了很大的像差，如图28所示。

传统的折射率分布透镜的直径远大于作为透镜实际功能部分的有效部分12的有效直径。这样，当排列多个折射率分布透镜以形成透镜组21时，如图29所示，透镜增加了透镜组21的尺寸和有效部分12之间的间距。这就降低了分辨率。在图29中所示的例子中，折射率分布透镜11排列在基底22的V形凹槽中。为减小透镜组21的尺寸，可以减小透镜直径Do。然而，这会减小有效部分的区域并减少进入有效部分12的光线数量。

已经提出使用平的微透镜组来减小透镜组的尺寸。在一种透镜组的类型中折射率分布是这样的，即，在基底中不同的深度折射率不同。在另一个透镜组的类型中，在透镜组表面浸蚀以形成凹坑，并将具有不同折射率的树脂填入凹坑。然而，当这样的透镜组用于将光纤与光学装置连接时，并不能得到令人满意的透镜特征。

发明概述

本发明的一个目的是提供一种较小的折射率分布透镜而不减少进入它的有效部分的光线数量。

为实现以上目的，本发明提供包括径向分布折射率的透镜体的折射率分布透镜。透镜体具有通过至少去除部分圆柱形原始透镜体的外缘部分形成的横截面轮廓。

本发明的另一个方面是加工折射率分布透镜的方法。该方法包括准备圆柱形的原始透镜体和通过去除至少部分原始透镜体的外缘部分形成具有预定的横截面轮廓的透镜体。

本发明的另一个方面是包括至少一排多个折射率分布透镜的透镜组。每个折射率分布透镜包括径向分布折射率的透镜体。该透镜体具有通过至少去除部分圆柱形原始透镜体的外缘部分形成的横截面轮廓。

下面的描述与附图一起，用举例的方法阐释了本发明的原理，使本发明的其它方面和优点变得很明显。

附图简介

通过参考后面目前的优选实施例描述和附图，可以最好地理解本发明以及它的目的和优点。附图中：

图1为根据本发明第一实施例的折射率分布透镜的透视图；

图2为说明图1折射率分布透镜像差的说明图；

图3为根据本发明第一实施例的另一个折射率分布透镜的透视图；

图4为包括图1折射率分布透镜的透镜组的透视图；

图5为包括图3折射率分布透镜的透镜组的透视图；

图6为说明加工本发明第二实施例的折射率分布透镜一个工序的横截面示意图；

图7为第二实施例的折射率分布透镜的前视图；

图8为包括图7折射率分布透镜的透镜组的前视图；

图9为包括图7折射率分布透镜的二维透镜组的透视图；

图10为根据本发明第三实施例的折射率分布透镜的前视图；

图11为包括图10折射率分布透镜的透镜组的前视图；

图12为包括图7折射率分布透镜的两级透镜组的透视图；

图13为包括图10折射率分布透镜的二维透镜组的透视图；

图14为根据本发明第四实施例折射率分布透镜的前视图；

图15为包括图14折射率分布透镜的透镜组的前视图；

图16为包括图14折射率分布透镜的二维透镜组的透视图；

图17为根据本发明第五实施例折射率分布透镜的前视图；

图18为包括图17折射率分布透镜的透镜组的前视图；

图19为根据本发明第五实施例另一个折射率分布透镜的前视图；

图20为包括图19折射率分布透镜的透镜组的前视图；

图21为根据第五实施例第一改进型的折射率分布透镜的前视图；

图22为包括图21折射率分布透镜的透镜组的前视图；

图23为根据第五实施例第二改进型的折射率分布透镜的前视图；

图24为包括图23折射率分布透镜的透镜组的前视图；