一种光纤扩束器制造技术

一种光纤扩束器，包括沿光轴方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，所述第一透镜、第二透镜和第四透镜的屈光力为正，所述第三透镜的屈光力为负。本实用新型专利技术具备物方远心度小，对光纤头位置不敏感；出瞳位置好控制，能很好连接光纤与后续光学系统；可实现球差、场曲和色差的矫正，保证全视场宽光谱的准直扩束的特点。谱的准直扩束的特点。谱的准直扩束的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种光纤扩束器


[0001]本技术涉及光学系统领域，特别是一种光纤扩束器。

技术介绍

[0002]光纤作为导光媒介常用于成像、照明等光学系统与光源之间的连接，光纤有限的口径影响了其直接在对应光学系统上使用，需要借助一个光束扩束器连接光纤与后续光学系统。光纤扩束器本质上是一个具有正屈光力的透镜组，收集光纤端口处光能并以一定口径的光束输出，为后续系统提供特定要求的光能。
[0003]因此，光纤扩束器需通过透镜组合具备一定的像差矫正能力，如球差、场曲、色差等。同时要求光学系统有很小的远心度，以应对安装时光纤位置的偏离，并能够控制出瞳位置，方便后续系统接入。已公开专利文献:CN114879312A提到了一种光纤扩束组件，包括基板、弯月透镜和第一凸透镜等，通过在光纤导向槽的后侧设置弯月透镜，依靠靠近光纤的弯月透镜的汇聚能够忽略光纤左右偏心造成的散射。但是，采用这种结构，其缺乏物方远心度控制，光纤安装位置偏离的允许范围太小、出瞳位置不好控制，并且仅使用凸透镜进行扩束，其可以达到的球差、场曲和色差矫正能力有限，不能实现高质量的光束准直扩束。

技术实现思路

[0004]本技术的主要目的在于克服现有的光纤扩束器仅使用凸透镜进行扩束，其可以达到的球差、场曲和色差矫正能力有限的缺陷，提出一种光纤扩束器，其具备物方远心度小，对光纤头位置不敏感；出瞳位置好控制，能很好连接光纤与后续光学系统；可实现球差、场曲和色差的矫正，保证全视场宽光谱的准直扩束的特点。
[0005]本技术采用如下技术方案：
[0006]一种光纤扩束器，其特征在于：包括沿光轴方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，所述第一透镜、第二透镜和第四透镜的屈光力为正，所述第三透镜的屈光力为负。
[0007]优选的，所述第一透镜的焦点距离f1、所述第二透镜的焦点距离f2、所述第三透镜的焦点距离f3和所述第四透镜的焦点距离f4满足如下条件：
[0008]0.1<|f1/f|<2.1；
[0009]0.5<|f2/f|<1.5；
[0010]0.2<|f3/f|<0.9；
[0011]0.4<|f4/f|<1.0；
[0012]0.2<|f2/f1|<4.2；
[0013]0.3<|f3/f2|<1.0；
[0014]0.9<|f4/f3|<1.9。
[0015]优选的，所述第一透镜的折射率N1、所述第二透镜的折射率N2、所述第三透镜的折射率N3和所述第四透镜的折射率N4满足以下条件：
[0016]N1≥1.3；
[0017]N2≤1.7；
[0018]N3≥1.4；
[0019]N4≤1.7。
[0020]优选的，所述第一透镜的阿贝数V1、所述第二透镜的阿贝数V2、所述第三透镜的阿贝数V3和所述第四透镜的阿贝数V4满足以下条件：
[0021]V1≤85；
[0022]V2≥45；
[0023]V3≤80；
[0024]V4≥50。
[0025]优选的，所述第一透镜在光轴上的厚度T1、所述第二透镜在光轴上的厚度T2、所述第三透镜在光轴上的厚度T3和所述第四透镜在光轴上的厚度T4满足以下条件：
[0026]0.2<T1/T2<0.7；
[0027]0.7<T2/T3<1.5；
[0028]0.4<T3/T4<1.1。
[0029]优选的，所述光纤扩束器的物方远心度小于等于0.1度。
[0030]优选的，所述第一透镜靠近光纤，且所述第一透镜与所述光纤之间的距离为0到35mm。
[0031]优选的，所述第四透镜的口径为15到100mm。
[0032]由上述对本技术的描述可知，与现有技术相比，本技术具有如下有益效果：
[0033]1、本技术中，设置有第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，并且使第一透镜具有正屈光力、第二透镜具有正屈光力、第三透镜具有负屈光力、第四透镜具有正屈光力，则构成的光纤扩束器光学系统具有正屈光力，有很好的光学性能。
[0034]2、本技术中，具有正屈光力的第一透镜与光纤间距离很短，以保证汇聚效果，更好地收集来自光纤处的光能，具有正屈光力的第二透镜将来自第一透镜的发散光束汇聚至第三透镜，阻止光束在空间中发散过快，限制传输光束的体积；具有负屈光力的第三透镜将来自第二透镜的汇聚光束发散成大截面光束，并由具有正屈光力的第四透镜准直后发出，第四透镜具有较大的口径，以保证扩束后准直光束足够大。
[0035]3、本技术中，通过对第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜的焦点距离、折射率、阿贝数以及厚度进行限定，使得光纤扩束器光学系统的球差、场曲、色差、像差敏感度和物方远心度得到进一步的优化，从而保证光纤扩束器的光学性能，使得该光纤扩束器具备物方远心度小，对光纤头位置不敏感；出瞳位置好控制，能很好连接光纤与后续光学系统；可实现球差、场曲和色差的矫正，保证全视场宽光谱的准直扩束的特点。
附图说明
[0036]图1为本技术实施例一的光纤扩束器光学系统构成图；
[0037]图2为本技术实施例一的光纤扩束器球差图；
[0038]图3为本技术实施例一的光纤扩束器色差图；
[0039]图4为本技术实施例一的光纤扩束器场曲图；
[0040]图5为本技术实施例二的光纤扩束器光学系统构成图；
[0041]图6为本技术实施例二的光纤扩束器球差图；
[0042]图7为本技术实施例二的光纤扩束器色差图；
[0043]图8为本技术实施例二的光纤扩束器场曲图；
[0044]其中：
[0045]100、光纤，101、第一透镜，102、第二透镜，103、第三透镜，104、第四透镜，200、出射光瞳。
具体实施方式
[0046]以下通过具体实施方式对本技术作进一步的描述。
[0047]本技术中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。
[0048]在本技术的描述中，若采用了“上”、“下”、“左”、“右”、“前”和“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。
[0049]在本说明书中所说的“透镜具有正屈光力(或负屈光力)”，是指该透镜以高斯光学理论计算出来的近轴屈光力为正(或为负)。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤扩束器，其特征在于：包括沿光轴方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，所述第一透镜、第二透镜和第四透镜的屈光力为正，所述第三透镜的屈光力为负。2.如权利要求1所述的一种光纤扩束器，其特征在于：所述第一透镜的焦点距离f1、所述第二透镜的焦点距离f2、所述第三透镜的焦点距离f3和所述第四透镜的焦点距离f4满足如下条件：0.1<|f1/f|<2.1；0.5<|f2/f|<1.5；0.2<|f3/f|<0.9；0.4<|f4/f|<1.0；0.2<|f2/f1|<4.2；0.3<|f3/f2|<1.0；0.9<|f4/f3|<1.9。3.如权利要求1所述的一种光纤扩束器，其特征在于：所述第一透镜的折射率N1、所述第二透镜的折射率N2、所述第三透镜的折射率N3和所述第四透镜的折射率N4满足以下条件：N1≥1.3...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱泽龙，方政，林顺华，黄晓华，
申请(专利权)人：麦克奥迪实业集团有限公司，
类型：新型
国别省市：