Градиентная цилиндрическая линза для фокусировки оптического астигматического пучка Советский патент 1991 года по МПК G02B6/00 

Изобретение относится к оптическим световодам и может быть использовано для согласования оптических астигматических пучков с осесиммет- ричными оптическими элементами, та- ки.ми как волоконные световоды и т.п

Цель изобретения - повышение эффективности преобразования астигматического пучка и получение на выходе сфокусированного оптического пучка кругового сечения с одинаковой расходимостью в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

На чертеже изображена градиентная линза для фокусировки астигматического оптического пучка, общий вид.

Предлагаемая градиентная цилиндрическая линза представляет собой отрезок волоконного световода с градиентом по поперечному сечению показателя преломления, входная торцовая поверхность которого выполнена седлообразной формы, так что в плоскости наибольшей расходимости астигматического пучка она имеет положительную кривизну выпуклая в сторону источника астигматического излучения) , а в плоскости наименьшей расходимости астигматического пучка - отрицательную кривизну (вогнутое по отношению к источнику астигматического излучения).

Астигматический гауссовский пучок имеет вытянутую форму с шириной длиной 2W-oi причем в плоскости меньшего размера пучок имеет наибольшую расходимость. Таким образом, на оси астигматического гаусЬ«аЛ

CQBCKOTO пучка существует точка, в которой сечение пучка в плоскости, перпендикулярной оси астигматического пучка, будет круговым (во всех остальных плоскостях сечение будет эллиптическим), а расходимости в дву перпендикулярных плоскостях различными. Расстояние от источника астигматического излучения до этой точ- ки определено в формуле изобретения. На таком расстоянии от источника астигматического излучения располагается входная седлообразная поверхность градиентной цилиндрической линзы так что в плоскости максимальной расходимости пучка образована собирающая линза (с положительной кривизной), а в плоскости минимальной расходимости образована рассеивающая линза (с отрицательной кривизной). Такая поверхность корректирует волновой фронт (компенсирует различные углы расходимости) астигматического пучка и угол ввода излучения в градиент- ную цилиндрическую линзу становится равным для всех плоскостей, Скорректированный седлообразной поверхностью астигматический пучок фокусируется далее градиентной цилиндри- ческой линзой в пучок кругового сечения с одинаковой расходимостью во всех плоскостях. Длина градиентной линзы определяется необходимым размером сфокусированного пятна на вы- ходе линзы.

Формула изобретения

Градиентная цилиндрическая лин- за для фокусировки оптического астигматического пучкар представляющая собой отрезок волоконного световода с градиентом по поперечному сечению показателя преломления, о т л и- чающаяся тем, что, с целью повышения эффективности преобразования оптического астигматического пучка ч получения на выходе сфокусированного оптического пучка кругового поперечного сечения с одинаковой угловой расходимостью в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, входная торцовая поверхность волоконного световода выполнена седлообразной формы, в плоскости наибольшей расходимости оптического астигматического пучка она имеет положительную кривизну с радиусом кривизны R., а в плоскости наименьшей его расходимости - отрицательную кривизну с радиусом кривизны R, причем радиусы кривизны седлообразной поверхности связаны соотношениями

Д - длина волны излучения фокусируемого оптического астигматического пучка;

и

- поперечный размер оптического астигматического пучка в плоскости наибольшей и наименьшей угловой расходимости соответственно; . - показатель преломления на оси градиентной цилиндрической линзы; 0 -fl/frtpy,

л - максимальный угол ввода из- лучения в волоконный световод, при этом расстояние от источника оптического астигматического пучка До входного торца градиентнрй линзы Ъ

-IT/ W01w02,

Изобретение относится к оптическим световодам и может быть использовано для согласования оптических астигматических пучков с осесимметричными оптическими элементами, такими как волоконные световоды. Цель изобретения - повышение эффективности преобразования оптического астигматического пучка и получение на выходе сфокусированного оптического лучка кругового сечения с одинаковой расходимостью в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Градиеьтная цилиндрическая линза выполнена на основе градиентного фокусирующего световода так, что входная торцовая поверхность световода выполнена седлообразной фор1-;ы, при этом в плоскости наибольшей расходимости она имеет положительную кривизну, а в плоскости наименьшей расходимости - отрицательную . 1 ил.