Градиентная цилиндрическая линза для фокусировки оптического астигматического пучка

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСЮЬЛИН (1) "* 02 В 6/00 Р ? .„, -„- и с (. 4 Я

81!;1- с "..*":. ИМИ ) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТСРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ п0 ИЗОБРсТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4686542/10 (22) 26 ° 04.89 (46) 23.05.91. Бюл. № 19 (71) МГУ им. М.В.Ломоносова (72) И.В.Головнин и Б.В.Жданов (53) 535.813(088.8) (56) Ландсберг Г.С. Оптика, N., 1976, с. 288.

Патент С111А ¹ 3827785, кл. 350-175, 1974, (54) ГРАДИЕНТНАЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКАЯ. ЛИН3А ДЛЯ ФОКУСИРОВКИ ОПТИЧЕСКОГО АСТИГМАТИЧЕСКОГО ПУЧКА (57) Изобретение относится к оптическим световодам и может быть использовано для согласования оптических астигматических пучков с осесимметричИзобретение относится к оптическим световодам и может быть использовано для согласования оптических астигматических пучков с осесимметричными оптическими элементами, такими 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 градиными оптическими элементами, такими как волоконные световоды. Цель изобретения — повышение эффективности преобразования оптического астигматического пучка и получение на выходе сфокусированного оптического пучка кругового сечения с одинаковой расходимостью в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Градиентная цилиндрическая линза выполнена на основе градиентного фокусирующего световода так, что входная торцовая поверхность световода выполнена седлообразной формы, при этом в плоскости наибольшей расходимости она имеет положительную кривизну, а в плоскости С2

Я наименьшей расходимости — отрицательную. 1 ил. ентом по поперечному сечению показателя преломления, входная торцовая поверхность которого выполнена седло" образной 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

211О<и длиной 211-а, причем в плоскости меньшего размера пучок имеет наибольшую расходимость. Таким образом, на оси астигматического rayc1651261 савского 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 двух перпендикулярных плоскостях различными. Расстояние от источника астигматического излучения.до этой точки определено в формуле изобретения.

На таком расстоянии от источника астигматического излучения располагается входная седлообразная поверхность градиентной цилиндрической линзы так„ 15 что в плоскости максимальной расходимости пучка образована собирающая линза (с положительной кривизной), а в плоскости минимальной расходимости образована рассеивающая линза 20 (с отрицательной кривизной), Такая поверхность корректирует волновой фронт (компенсирует различные углы расходимости) астигматического пучка и угол ввода излучения в градиент- 2з ную цилиндрическую линзу становится равным для всех плоскостей. Скорректированный седлообразной поверхностью астигматический пучок фокусируется далее градиентной цилиндри- 3О ческой линзой в пучок кругового сечения с одинаковой расходимостью во всех плоскостях. Длина градиентной линзы определяется необходимым размером сфокусированного пятна на вы35 ходе линзы, Формула изобретения

Градиентная цилиндрическая линза для фокусировки оптического астигматического пучка, представляющая собой отрезок волоконного световода с градиентом по поперечному сечению показателя преломления, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности преобразования оптического астигматического пуч1 oz

"й

1т 2 о

I10 длина волны излучения фокусируемого оптического астигматического пучка; где

2Ъ р и

21 о поперечный размер оптического астигматического пучка в плоскости наибольшей и наименьшей угловой расходимости соответственно; показатель преломления на оси градиентной цилиндрической линзы; h/ в t:pIt, максимальный угол ввода из" лучения в волоконный световод, при этом расстояние от источника оптического астигматического пучка до входного торца градиентнрй линзы о O2 по 0 где ка и 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 К+, а в плоскости наименьшей его расходимости — отрицательную кривизну с радиусом кривизны R„, причем радиусы кривизны седлообразной поверхности связаны соотношениями

1651261

Составитель А Д1малько

Редактор Н.Лазаренко Техред А,Кравчук Корректор М.Самборская

Заказ 1963 Тираж 341 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101