自聚焦透镜原理
时间:2022-07-17来源:佚名
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自聚焦透镜原理 1. 自聚焦透镜简介 自聚焦透镜又称梯度折射率透镜,是指其内部的折射率分布沿径向逐渐减小的柱状光学透镜,具有聚焦和成像功能。
由于梯度折射率透镜具有端面准直、耦合和成像特性,加上它圆柱状小巧的外形特点,可以在多种不同的微型光学系统中使用更加方便。并在集成光学领域如微型光学系统、医用光学仪器、光学复印机、传真机、扫描仪等设备有着广泛的应用。
梯度折射率透镜是光通讯无源器件中必不可少的基础元器件。应用于要求聚焦和准直功能的各种场合,被分别使用在光耦合器、准直器、光隔离器、光开关、激光器等方面。
1.1 自聚焦透镜的特点 当光线在空气中传播遇到不同介质时,由于介质的折射率不同会改变其传播方向。传统透镜是通过控制透镜表面的曲率,利用产生的光程差使光线汇聚成一点。 自聚焦透镜与普通透镜的区别在于,自聚焦透镜材料折射率的分布沿径向逐渐减小,能够使沿轴向传输的光产生连续折射,从而实现出射光线平滑且连续的汇聚到一点。
自聚焦透镜利用了梯度变折射率分布沿径向逐渐减小的变化特征,其折射率变化由公式1表述。其折射率分布曲线见图3。
No ………自聚焦透镜中心折射率 r …………自聚焦透镜半径 根号A………自聚焦透镜的折射率分布常数 1.2 光在不同节距自聚焦透镜中的传播轨迹:
1.3 自聚焦透镜的主要参数 节距:在自聚焦透镜中,光束沿正弦轨迹传播完成一个正弦波周期的长度即称为一个节距。 透镜长度:自聚焦透镜透镜两端中心轴线间的距离。 |




