[实用新型]自由曲面光学透镜

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及光纤设备技术领域，尤其涉及应用在光纤网络中的光学器件及光学透镜。

【背景技术】

光学器件是光纤传输系统中对光路起转换、连接和控制功能的单元，光学器件是构建光通讯系统与网络的基础，无论是高速光传输设备、长距离光传输设备、还是目前最受关注的智能光光网络，它们的发展都取决于光器件技术进步及产品更新换代的速度，随着光纤通讯技术的不断进步，光器件迅速向小型化、降低构造的复杂性、低成本、集成等方向发展。光纤准直器、光纤阵列单元FAU等光器件为光纤通讯系统及光纤传感系统中的基础光学器件，而所有的基础光学器件都必须有精密光纤固定座，在光纤固定座中组装配合的光纤、套管、透镜等原件，构成一不完整的光纤元器件。

光纤准直器Collimator由光纤头、准直透镜精确定位然后再外套一些玻璃套管或金属套管组成。光线是由光纤头射入到准直透镜中，所以光纤头的前端面对这准直透镜的后端面。光纤头是由光纤套入一内径与光纤外径密切配合的毛细管，固定后再经端面研磨制成。

准直透镜的背端面也有一用以减少端面对光的反射的倾斜角。准直透镜的端面倾斜角与光纤头的端面倾斜角通常相平行。倾斜角角度一般为8→，但也有4→-16→的选择。大的倾斜角会产生较大的损耗。

将准直透镜的后端面也设计为一个不垂直于套管中心轴的倾斜面，这个倾斜面是为了减少回波损耗而特别设计，所谓的回波损耗是指当由光纤头发出的光在离开准直器前，反射回光纤头的光或者由光纤头接收的光在到达光纤头前反射回去的光。

但是采用斜面的设计在降低回波损耗之后，无法提高光的传输效率，有更多尝试用自由曲面制作的光学透镜，自由曲面的聚光效果更好，能进一步提高光传输效率。

【发明内容】

本实用新型针对以上问题提出了自由曲面光学透镜，该自由曲面光学透镜能在降低回波损耗的基础上，提高光的传输效率，从而改善整个光纤系统的效率和传输性能。

本实用新型所涉及的自由曲面光学透镜，包括前端面、后端面和圆柱面，该圆柱面连接前端面和后端面，该后端面是圆柱体的圆形端面，其中前端面对应光纤方向，该前端面为外凸的自由曲面，该自由曲面包括抛物线曲面S1和球体曲面S2构成，其中球体曲面S2衔接抛物线曲面S1和圆柱面。

该抛物线曲面S1是由Y＝X²的抛物线绕Y轴旋转而成的曲面的一部分。

该球体曲面S2是直径与圆柱体直径相等的球体的一部分。

本实用新型采用的自由曲面，是由球体曲面和抛物线曲面构成，其中抛物线曲面处于透镜端面的最中央，能够聚集光线，避免入射光线分散，而在抛物线曲面与圆柱体之间，衔接的是曲度更大的球体曲面，则能够在透镜内部聚拢入射光线，避免出射光束不平行，提高光传输效率，降低回波损耗。

【附图说明】

图1是本实用新型自由曲面光学透镜的结构示意图；

其中：10、光学透镜；11、前端面；12、后端面；13、圆柱面；S1、抛物线曲面；S2、球体曲面。

【具体实施方式】

下面将结合附图及实施例对本实用新型自由曲面光学透镜进行详细说明。

请参考附图1：自由曲面光学透镜10，包括前端面11、后端面12和圆柱面13，该圆柱面13连接前端面11和后端面12，该后端面12是圆柱体的圆形端面，其中前端面11对应光纤方向，该前端面11为外凸的自由曲面，该自由曲面包括抛物线曲面S1和球体曲面S2构成，其中球体曲面S2衔接抛物线曲面S1和圆柱面13。

该抛物线曲面S1是由Y＝X²的抛物线绕Y轴旋转面成的曲面的一部分。

该球体曲面S2是直径与圆柱体直径相等的球体的一部分。

本实用新型采用的自由曲面，是由球面和抛物线曲面构成，其中球面部分处于透镜端面的最中央，能够聚集光线，避免入射光线分散，而在球面与圆柱体之间，衔接的是曲度更大的抛物线曲面，则能够在透镜内部聚拢入射光线，避免出射光束不平行，提高光传输效率，降低回波损耗。

以上所述，仅是本实用新型较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。