Lensed Fiber瀏覽次數：2164次  最近更新：2022-02-21 15:34:14

光纖透鏡，也被稱作光纖微透鏡或者透鏡光纖，所謂的光纖透鏡就是在光纖端面處加工制成某種透鏡的形狀。而光纖透鏡的作用就是在光纖或光學系統中起到光路改變或者模式轉換的作用。

從光纖透鏡的組成形式上區分，可以分為單光纖透鏡和光纖透鏡組合。在不同的應用領域光纖透鏡也有不同的要求，通常光纖透鏡的形狀分為斜面、楔形（雙斜面，或則四斜面）、球面、圓錐形等，如下圖所示：

斜面形光纖透鏡

主要分為兩類：一類斜面角度為6°～10°，用于防止光纖表面反射光在返回光路時造成干擾或損傷；另一類斜面角度為40°～50°甚至更大，這類斜面形光纖透鏡可以使光路發生改變甚至使光路產生大角度的全反射，也可以增大光纖受光面積，使更多的光進入到光纖中。主要應用于光纖激光，光纖通訊，傳統光學、光纖傳感等領域。

楔形光纖透鏡

大多數利用楔形光纖透鏡組合，進行光路耦合。其中光纖透鏡組合常用的有采用楔形光纖透鏡前端制作成微柱面形光纖透鏡，還有制作成四斜面形光纖透鏡，以及斜楔面形光纖透鏡等多種，我們統稱這類光纖透鏡為楔形光纖透鏡。因為很多LD輸出光束的光斑是橢圓形的，而且橢圓的長短軸之比值與輸出功率成正比，一般該比值為3~5，大功率LD可大于10，最高的可達50以上。顯然這樣的光束很難耦合到光纖中，為了適應LD輸出光束的形狀，就可以采用楔形光纖透鏡，兩個大楔面對應LD發散角度較大的方向，這樣就可以增加LD耦合進光纖的效率。普通楔形透鏡需在端面鍍增透膜從而使得反射光降到最低，而斜楔面形光纖透鏡因其特殊的幾何形狀，使得光纖透鏡與LD間在不影響光路傳輸的前提下形成了折射角度，從而避免了反射光對LD造成的影響，也消除了反射光造成的噪聲干擾。相比普通楔面形光纖透鏡鍍增透膜工藝，降低了鍍膜工藝帶來的成本問題，及鍍膜工藝可控性差導致的不穩定性。如下圖所示：

球面形光纖透鏡

應用球面形光纖透鏡的領域有很多，光學耦合領域，生物學領域，醫學領域，傳感學領域等眾多方面。例如在球形光纖透鏡上再制作斜面形透鏡，則可以用于近年來迅速發展的一種影像診斷技術OCT——光學相干斷層掃描技術。如下圖所示：

圓錐形光纖透鏡

因為圓錐形光纖透鏡達到了擴大光纖數值孔徑，增加收光能力的目的，所以十分適用于與輸出光束截面為圓形或者近似圓形的LD、DFB、SLD激光器或者VCSEL等的耦合。另外高精度的圓錐形光纖透鏡，也用于制作醫療上的激光微手術系統，和微照明系統等。如下圖所示：

現在國內市場制作光纖透鏡和應用光纖透鏡方面有很多成熟的方案，不僅有低成本、高精度的冷加工研磨方式制作光纖透鏡的技術和設備，還有用激光非接觸式加工技術制作光纖透鏡的，這種技術具有速度快，精度高，光纖表面效果好等特點，這種設備還有實時成像和遠場光斑監控功能，可以根據光纖圖像或者光斑形狀實時修正。