CN103837944A - 光学耦合透镜以及光学耗散系数测量*** - Google Patents

光学耦合透镜以及光学耗散系数测量*** Download PDF

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Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种光学耦合透镜，其包括一个折射面、一个第一全反射面以及一个第二全反射面。所述折射面、所述第一全反射面以及所述第二全反射面依次首尾相连。所述折射面上设置有一个第一准直部以及一个第二准直部。所述第一准直部用于将一光信号发射源所发射的光信号转换为平行光束，所述第一全反射面用于将所述平行光束反射至所述第二全反射面，所述第二全反射面用于将所述平行光束转折至所述第二准直部，所述第二准直部用于将该平行光束聚焦至一光侦测器。本发明还涉及一种光学耗散系数测量***。

Description

光学耦合透镜以及光学耗散系数测量***
技术领域
本发明涉及一种光学耦合透镜以及一种光学耗散系数测量***。
背景技术
在光学通讯领域，光学耗散系数测量***一般包括光信号发射源、发射端耦合透镜、光纤、接收端耦合透镜、以及光信号接收组件。所述发射端耦合透镜用于将所述光信号发射源所发射的光信号耦合至所述光纤。所述接收端耦合透镜用于将所述光纤传递的光信号耦合至所述光信号接收组件。
在使用耦合透镜之前，需要检测光信号在耦合透镜中传播的损失（光学耗散系数）是否符合要求。然而，光信号在光学耗散系数测量***中传播的损失不仅包括光信号在耦合透镜中传播的损失，还包括光信号从发射端耦合透镜耦合到光纤之间的对位损失、光在光纤中传播的损失、以及光从光纤耦合到接收端耦合透镜的损失，因此不容易测得光信号在耦合透镜中传播的损失是多少。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种可以克服上述问题之光学耦合透镜及一种光学耗散系数测量***。
一种光学耦合透镜，包括一个折射面、一个第一全反射面以及一个第二全反射面。所述折射面、所述第一全反射面以及所述第二全反射面依次首尾相连。所述折射面上设置有一个第一准直部以及一个第二准直部。所述第一准直部用于将一光信号发射源所发射的光信号转换为平行光束，所述第一全反射面用于将所述平行光束反射至所述第二全反射面，所述第二全反射面用于将所述平行光束转折至所述第二准直部，所述第二准直部用于将该平行光束聚焦至一光侦测器。
一种光学耗散系数测量***，其包括一个光信号发射源、一个光学耦合透镜以及一个光侦测器。所述光学耦合透镜用于将所述光信号发射源发射的光信号耦合至光侦测器。所述光学耦合透镜包括一个折射面、一个第一全反射面以及一个第二全反射面。所述折射面、所述第一全反射面以及所述第二全反射面依次首尾相连。所述折射面上设置有一个第一准直部以及一个第二准直部。所述第一准直部用于将所述光信号发射源所发射的光信号转换为平行光束，所述第一全反射面用于将所述平行光束反射至所述第二全反射面，所述第二全反射面用于将所述平行光束转折至所述第二准直部，所述第二准直部用于将所述平行光束聚焦至所述光侦测器。
相较于现有技术，所述之光学耦合透镜及光学耗散系数测量***不经过光纤，通过所述光学耦合透镜直接将光信号聚焦至所述光侦测器，可避免光信号在光学耦合透镜和光纤间耦合所产生的损失和在光纤中传播所产生的损失，因此可精确测得所述光学耦合透镜的光学耗散系数。
附图说明
图1是本发明实施方式之光学耗散系数测量***之结构示意图。
主要元件符号说明
光信号发射源 10
光学耦合透镜 20
折射面 21
第一全反射面 22
第二全反射面 23
第一准直部 25
第二准直部 26
光侦测器 40
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，为本发明实施方式之光学耗散系数测量***之示意图，所述光学耗散系数测量***包括一个光信号发射源10、一个光学耦合透镜20以及一个光侦测器40。
所述光信号发射源10用于将电信号转换为相应的光信号并将所述光信号发射向所述光学耦合透镜20。所述光信号发射源10为可以为激光光源或者其它类型的光源，本实施方式中，所述光信号发射源10为表面垂直腔面激光发射器（vertical cavity surface emitting laser: VCSEL）。
所述光学耦合透镜20用于将所述光信号发射源10发射的光信号耦合至所述光侦测器40。所述光学耦合透镜20包括一个折射面21、一个第一全反射面22、以及一个第二全反射面23。所述折射面21、所述第一全反射面22以及所述第二全反射面23依次首尾相连，所述第一全反射面22、所述第二全反射面23与所述折射面21之间的夹角均为45度，且所述第一全反射面22与所述第二全反射面23之间的夹角为90度。所述折射面21上设置有一个第一准直部25以及一个第二准直部26，所述第一准直部25与所述第二准直部26相互间隔。所述第一准直部25与所述光信号发射源10相互对准，用于将所述光信号发射源10发射的光信号转换为平行光束。所述第二准直部26与所述光侦测器40相互对准，用于将光信号聚焦至所述光侦测器40。
本实施方式中，所述第一准直部25以及所述第二准直部26均为凸透镜，当然，所述第一准直部25以及所述第二准直部26也可以为菲涅尔透镜（Fresnel lens）。进一歩地，所述第一准直部25及所述第二准直部26为圆形镜片。
本实施方式中，所述第一准直部25以及所述第二准直部26均与所述折射面21一体成型。
所述光侦测器40用于侦测所述光信号发射源10所发射的光信号的强度。本实施方式中，所述光侦测器40为光电二极管（photodiode）。
所述光学耗散系数测量***的工作原理如下：首先，将所述光侦测器40对准所述光信号发射源10，所述光侦测器40侦测所述光信号发射源10发射的光信号强度P。其次，将所述光信号发射源10对准所述第一准直部25，所述光侦测器40对准所述第二准直部26。所述光信号发射源10将所述强度为P的光信号射向所述光学耦合透镜20；所述第一准直部25将所述光信号发射源10发射的光信号转换为平行光束；所述平行光束在所述光学耦合透镜20行进至所述第一全反射面22后经所述第一全反射面22反射后折向所述第二全反射面23；经所述第一全反射面22反射后的光束经所述第二全反射面23反射后射向所述折射面21；经所述第二全反射面23反射后的光束经由所述第二准直部26聚焦至所述光侦测器40；所述光侦测器40对所述光信号进行侦测，从而获得经过光学耦合透镜20传播后的光信号强度I。根据公式                                               
Figure 2012104812042100002DEST_PATH_IMAGE001
获得所述光耦合透镜20的光学耗散系数L。
在其它实施方式中，也可以使用光信号强度P已知的光信号发射源10，此时，测量光信号发射源10之光信号强度P的步骤可以省略。
所述之光学耗散系数测量***不经过光纤，通过所述光学耦合透镜20直接将光信号聚焦至所述光侦测器40，可避免光信号在光学耦合透镜和光纤间耦合所产生的损失和在光纤中传播所产生的损失，因此可精确测得所述光学耦合透镜20的光学耗散系数。
总之，本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种光学耦合透镜，其包括一个折射面、一个第一全反射面以及一个第二全反射面，所述折射面、所述第一全反射面以及所述第二全反射面依次首尾相连，所述折射面上设置有一个第一准直部以及一个第二准直部，所述第一准直部用于将一光信号发射源所发射的光信号转换为平行光束，所述第一全反射面用于将所述平行光束反射至所述第二全反射面，所述第二全反射面用于将所述平行光束转折至所述第二准直部，所述第二准直部用于将该平行光束聚焦至一光侦测器。
2.如权利要求1所述的光学耦合透镜，其特征在于：所述第一全反射面与所述折射面之间的夹角为45度，所述第二全反射面与所述折射面之间的夹角为45度，所述第一全反射面与所述第二全反射面之间的夹角为90度。
3.如权利要求1所述的光学耦合透镜，其特征在于：所述第一准直部以及所述第二准直部均为凸透镜。
4.如权利要求3所述的光学耦合透镜，其特征在于：所述第一准直部以及所述第二准直部均为圆形镜片。
5.如权利要求1所述的光学耦合透镜，其特征在于：所述第一准直部以及所述第二准直部均为菲涅尔透镜。
6.一种光学耗散系数测量***，其包括一个光信号发射源、一个光学耦合透镜以及一个光侦测器，所述光学耦合透镜用于将所述光信号发射源发射的光信号耦合至所述光侦测器，所述光学耦合透镜包括一个折射面、一个第一全反射面以及一个第二全反射面，所述折射面、所述第一全反射面以及所述第二全反射面依次首尾相连，所述折射面上设置有一个第一准直部以及一个第二准直部，所述第一准直部用于将所述光信号转换为平行光束，所述第一全反射面用于将所述平行光束反射至所述第二全反射面，所述第二全反射面用于将所述平行光束转折至所述第二准直部，所述第二准直部用于将所述平行光束聚焦至所述光侦测器。
7.如权利要求6所述的光学耗散系数测量***，其特征在于：所述第一全反射面与所述折射面之间的夹角为45度，所述第二全反射面与所述折射面之间的夹角为45度，所述第一全反射面与所述第二全反射面之间的夹角为90度。
8.如权利要求6所述的光学耗散系数测量***，其特征在于：所述第一准直部以及所述第二准直部均为凸透镜。
9.如权利要求8所述的光学耗散系数测量***，其特征在于：所述第一准直部以及所述第二准直部为均圆形镜片。
10.如权利要求6所述的光学耗散系数测量***，其特征在于：所述第一准直部以及所述第二准直部均为菲涅尔透镜。
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