一种分光自聚焦透镜镀膜方法及Glens透镜技术

技术编号:21297343 阅读:84 留言:0更新日期:2019-06-12 06:57
本发明专利技术涉及分光自聚焦透镜镀膜方法及Glens透镜,包括以下方法:1)确定膜系结构:根据Glens透镜的折射率分布及技术需求,确定高折射率材料H和低折射率材料L,进而确定初步膜系结构;2)优化膜系结构:根据技术需求和初步膜系结构,利用TFC软件,计算初步膜系结构的等效折射率,对初步膜系结构进行优化,得到优化膜系结构;3)根据优化的膜系结构采用IAD离子束辅助沉积法在Glens透镜的出光面上镀膜。本发明专利技术解决了现有的分光膜镀膜方式所存在的问题,本发明专利技术为Glens透镜提供了一种镀膜方法,工艺简单,稳定性高。

【技术实现步骤摘要】
一种分光自聚焦透镜镀膜方法及Glens透镜
本专利技术涉及一种分光自聚焦透镜镀膜方法及Glens透镜。
技术介绍
目前,用于无源光纤通讯的透镜分为两种:一种是Clens透镜,通过在玻璃材料表面磨不同曲率来实现光的准直与聚焦,结构如图1所示。自聚焦透镜在生产过程的后期,为了保证其具有较高的透过性,都会在透镜的出光面镀膜。Clens透镜的端面镀膜过程如图2所示,Clens透镜1出光面S2要先镀制减反射膜,然后将Clens透镜装在玻璃管2内,将Clens透镜利用胶黏剂胶层3胶结在玻璃管内固定好;之后在Clens透镜出光面S2面通过胶黏剂胶层3将胶结滤光片4。另一种是Glens透镜,结构如图3所示。Glens透镜材料具备中心折射率高,两端折射率低的特性。透镜折射率分布公式为:N0表示自聚焦透镜的中心折射率;r表示自聚焦透镜的半径;表示自聚焦Glens透镜的折射率分布常数。现有技术中没有一种给Glens透镜镀膜的方法。Clens透镜镀膜方法还存在以下问题:1)成本高:要使用玻璃管,并且也要用粘结剂进行粘结,增添材料费和人工费;2)可靠性低:将滤光片通过胶黏剂固定在透镜的端面,可靠性能低。3)对环境不友好:胶水使用量大,对环境造成污染。
技术实现思路
为了解决现有的分光膜镀膜方式所存在的问题,本专利技术提供一种分光自聚焦透镜镀膜方法及Glens透镜。本专利技术的技术解决方案为:一种分光自聚焦Glens透镜镀膜方法,其特殊之处在于,包括以下方法:1)确定膜系结构:根据Glens透镜的折射率分布及技术需求,确定高折射率材料H和低折射率材料L,进而确定初步膜系结构;2)优化膜系结构:根据技术需求和初步膜系结构,利用TFC软件,计算初步膜系结构的等效折射率,对初步膜系结构进行优化,得到优化膜系结构;3)根据优化的膜系结构采用IAD离子束辅助沉积法在Glens透镜的出光面上镀膜。进一步的,在步骤3)之前还包括在Glens透镜的出光面涂布结合层。一种分光自聚焦Glens透镜,其特殊之处在于:包括透镜本体,所述透镜本体的出光面上镀有分光膜。进一步的,还包括结合层,透镜出光面与分光膜之间涂布有结合层。本专利技术所具有的有益效果:1、本专利技术为Glens透镜提供了一种镀膜方法,工艺简单,稳定性高。2、成本低:本专利技术镀膜工艺省去玻璃管、省去玻璃管与透镜粘接环节人工。3、可靠性方面:膜层直接镀制于透镜端面,无需额外的组装与胶水粘接、可靠性能更加优良。4、对环境绿色友好。本专利技术的整个工艺过程中大大减少胶水使用量,更加绿色环保。5、由于自聚焦透镜属于配方玻璃材料,结构比较特殊,环境稳定性不好,所以结合透镜所含化学物质与膜料的性能,在透镜和膜系之间加入稳定性好的结合层,一方面保护透镜,另一方面保证其与透镜、膜料的结合力。6、本专利技术所提供的镀膜Glens透镜后续使用方便,不需要其他辅助工具。附图说明图1为Clens透镜的结构示意图;图2为现有的Clens透镜贴膜示意图;图3为自聚焦Glens透镜的结构示意图;图4为镀膜后的Glens透镜结构示意图;其中附图标记为:1-Clens透镜,2-玻璃管,3-胶层,4-滤光片,5-Glens透镜,6-分光膜。具体实施方式实施例1:一种分光自聚焦Glens透镜镀膜方法,包括以下方法:1)确定膜系结构:根据Glens透镜的折射率分布及技术需求,确定高折射率材料H和低折射率材料L,进而确定初步膜系结构;技术需求:S2面镀分光膜工作波长:1260nm-1620nm透射率透射WDL:≦0.25dB@1260nm-1380nm≦0.2dB@1500-1620nm反射WDL:≦0.05dB承受光功率:要求透镜至少可以承受从光纤出射的1000mV光功率工作温度范围-40℃~+85℃存储温度-40℃~150℃工作湿度:0~90%RHGlens透镜中心波长1420nm,膜系结构中高折射率材料H为Ta2O5,低折射率材料L为SiO2,初步膜系结构为HLH。2)优化膜系结构:根据技术需求和初步膜系结构,利用TFC软件,计算初步膜系结构的等效折射率,对初步膜系结构进行优化,得到优化膜系结构,LH0.35LHLH0.5L1.2H(LH)^6L1.6H0.5L1.4H1.6L0.7HL,其中^6代表前面膜层结构(LH)重复6次,每一层前面的系统代表该层的厚度(四分之一波长1550nm的倍数)。3)根据优化的膜系结构采用IAD离子束辅助沉积法在Glens透镜的出光面上镀膜。实施例2:镀膜工艺为IAD离子束辅助沉积,由于自聚焦Glens透镜属于配方玻璃材料,结构比较特殊,环境稳定性不好,所以结合透镜所含化学物质与膜料的性能,在透镜和膜系结构之间加入稳定性好的结合层,一方面保护透镜,另一方面保证其与透镜、膜系结构的结合力。实施例3:一种分光自聚焦Glens透镜,包括透镜本体,所述透镜本体的出光面上镀有分光膜。实施例4:还包括结合层,透镜出光面与分光膜之间涂布有结合层。镀膜工艺为IAD离子束辅助沉积,由于自聚焦Glens透镜属于配方玻璃材料,结构比较特殊,环境稳定性不好,所以结合透镜所含化学物质与膜料的性能,在透镜和膜系结构之间加入稳定性好的结合层,一方面保护透镜,另一方面保证其与透镜、膜系结构的结合力。结合层的材料为二氧化硅。参照WDM解决温飘的方法,选取与透镜材料膨胀系数匹配的膜料,并在工艺过程中调整离子源的能量来改变膜层的沉积密度,达到匹配的效果;其中n为折射率,ρ为薄膜的聚集密度;J0为离子电流密度;T为透镜温度,P为真空度,E0为离子源的能量;m为离子质量;d为离子的直径;M为膜分子质量;RM为镀膜蒸发速率;DM为膜材料密度,θ为离子入射角度,x为离子到达透镜的距离,k为波尔茨曼常数,NA阿伏伽德罗常数。参数对比:参数CLENSGLENS备注温度相关损耗(TDL)<0.2dB<0.15dB全温度范围偏振相关损耗(PDL)<0.1dB<0.1dB全温,全波长范围波长相关损耗(WDL)<0.1dB<0.1dB全波长,全偏振状态在Glens透镜上直接镀制分光膜层,偏振相关损耗(PDL)、波长相关损耗(WDL)与加玻璃管贴滤光片Clens参数性能相当,温度相关损耗优于贴滤光片Clens方案。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分光自聚焦Glens透镜镀膜方法,其特征在于,包括以下方法:1)确定膜系结构:根据Glens透镜的折射率分布及技术需求,确定高折射率材料H和低折射率材料L,进而确定初步膜系结构;2)优化膜系结构:根据技术需求和初步膜系结构,利用TFC软件,计算初步膜系结构的等效折射率,对初步膜系结构进行优化,得到优化膜系结构;3)根据优化的膜系结构采用IAD离子束辅助沉积法在Glens透镜的出光面上镀膜。

【技术特征摘要】
1.一种分光自聚焦Glens透镜镀膜方法,其特征在于,包括以下方法:1)确定膜系结构:根据Glens透镜的折射率分布及技术需求,确定高折射率材料H和低折射率材料L,进而确定初步膜系结构;2)优化膜系结构:根据技术需求和初步膜系结构,利用TFC软件,计算初步膜系结构的等效折射率,对初步膜系结构进行优化,得到优化膜系结构;3)根据优化的膜系结构采用IAD离子束辅助沉积法在Glens透镜的出光面上镀膜。2.根据权利要求1所述的分光自聚焦镀膜方法,其特征在于,在步骤3)之前还包括在Glens透镜的出光面涂布结合层。3.一种分光自聚焦Glens透镜,其...

【专利技术属性】
技术研发人员:张红菊刘政
申请(专利权)人:飞秒光电科技西安有限公司
类型:发明
国别省市:陕西,61

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