球透镜的制备及其性能研究

根据光通信耦合器件发展的趋势,研制了一种新型玻璃,依靠液体表面张力的作用,首次采用槽沉法来制备球透镜,得到了理想的效果。并且对光学玻璃和球透镜的光谱透过率以及球透镜的衍射焦斑强度分布和耦合效率进行研究,研究结果表明,该光学玻璃和球透镜的折射率分别为1.5198和1.5190,光谱透过率都大于90%;伴随着通光孔径的增加,球透镜的衍射焦斑强度分布增大,衍射的强度减小;直径为0.8mm的球透镜最大耦合效率为62.5%。

梯度折射率球透镜的研制

根据菲克定律推导出梯度折射率球透镜的折射率分布函数,熔制了含Li^＋硅酸盐玻璃及采用槽沉法和Na^＋/Li^＋离子交换法制备直径为0.3～3.0mm的梯度折射率球透镜,通过干涉法测得了梯度折射率球透镜的折射率分布曲线,研究结果表明：直径为1.6mm的梯度折射率球透镜折射率差为0.002,其折射率分布曲线与双曲正割曲线接近.

球透镜的新型制备方法研究

根据在表面张力的作用下液滴冷凝后得到透明玻璃微球的理论,首次使用槽沉法来制备球透镜试验结果表明:该光学玻璃和球透镜的折射率分别为1.5198和1.5190,光谱透过率都大于90%;直径为0.8 mm的球透镜最大耦合效率为62.5%。

槽沉法制备球透镜

根据光通信耦合器件发展的趋势,研制了一种新型光学玻璃。依据在表面张力的作用下的液滴冷凝,得到透明玻璃微球理论[1],首次使用槽沉法来制备球透镜。结果表明:玻璃的最佳退火温度为570℃、折射率为1.5198、透过率大于90%。得到直径为0.8mm的球透镜最佳成球温度为1250℃、折射率为1.5190光谱透过率大于90%。

梯度折射率球透镜的制备及其光线轨迹测试

自麦克斯韦鱼眼透镜理论模型提出后,长期以来学术界一直以为它只是一种绝对光学仪器,在实践中并没有应用的可能。但通过对麦克斯韦鱼眼微球透镜的理论研究表明,在一定条件下,它具有良好的成像性能和耦合效率。根据菲克定律推导出梯度折射率球透镜的折射率分布函数。并且熔制了含Li+硅酸盐玻璃和采用槽沉法以及Na+/Li+离子交换法制备直径为0.3—3.0mm的梯度折射率球透镜。通过干涉法测得了梯度折射率球透镜的折射率分布曲线,并研究了光线通过梯度折射率球透镜的轨迹。研究结果表明:在590℃,离子扩散系数为3.07×10-6mm2/s;所制备的梯度折射率球透镜的折射率分布是抛物线分布,并且和理论分析相吻合;梯度折射率球透镜的光线轨迹满足椭圆方程。