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2.2微球透镜
2.2.1均匀介质球透镜
一.球透镜的性质
商用透镜直径在0.3—10mm
D:balllensdiameter
n:indexofrefraction
仅有两个参数
。
有效焦距EFL
(effectivefocuslength)
后焦距BFL
(backfocuslength)
D
BFLF−
2
nD
EFL
()
41n−
显然焦点的位置与输入直径d有关。
反映了球透镜固有的球差特性。
数值孔经
()
2d1n−
NA=
nD
dD/增大而增大。
数值孔经随
二.在光纤耦合应用
用于光纤耦合的球透镜,应考虑光纤的NA和激光束的直径。
因为光束直径与球透镜的NA有关。球透镜的NA要略小于光纤的数
值孔经。
图3中光纤直接贴着球透镜放置。
图4用两球透镜实现光纤对
光纤的耦合,其中光
纤紧贴球透镜放置。
三.例子
LD光束直径1.7mm,光纤NA=0.14
(λ=1310nm),用BK7玻璃
(n=1.50,l=1310nm),可计算出
理想透镜的直径为8.09mm,可选
择直径8mm的元件。
即()
22(d11n)−21.7(1.5d1)n−××−
NA=;D8.09mm
nDnNA1.50.14×
图5.LD与光纤的耦合
2.2.2变折射率球透镜
Inopticaldesignweoftenaspiretotwo
objectives;excellentimagefidelityandhigh
fluxconcentrationathighradiative
efficiency.Butmaximumfluxconcentration
requireslargeconvergenceangles,atwhich
itbecomesexceedinglydifficulttoeliminate
allgeometricaberrations.Cananimaging
systembefreeofallgeometricaberrations
andstillattainthethermodynamiclimitto
fluxconcentration?Thereisaconjecture
thatsuchanidealopticalsystemcannotbe
constructedfromanyfinitenumberof
mirrorsorhomogeneouslenses.Although
thehypotheseshasremainedunproved,no
exceptionstoithavebeenfound.
JeffreyM.Gordon
August2000Vol.39,No.22APPLIEDOPTICS3825
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