发明名称 使用多边调和器于高密度光进入低熔点光纤之耦合
摘要 一种光纤照明系统,其具有增强的功率管理能力,可用于使用一光学调和器之低熔点光纤。本发明的调和器较佳地是包含一多边横截面的杆。该光学调和器的输出强度大致是均匀的,所以该输出光纤将不会被非均匀强度光线所产生的热点所损害。
申请公布号 TW594079 申请公布日期 2004.06.21
申请号 TW089127382 申请日期 2000.12.20
申请人 科俊光源科技公司 发明人 罗那多A 非雷德;肯尼诗K 李
分类号 G02B6/10 主分类号 G02B6/10
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种由一光源传送光线以增加光纤功率处理能力之方法,包含以下步骤:发射具有非均匀光线强度外形的光线;调和该强度外形来重新分布该光线,使得该光线可以成为大致均匀,其中该调和系由一波导来执行,该波导包含:一调和器,用以混合在该波导的一输入端接收到的该光线强度外形;及至少一光纤,其会受温度影响,系连接到接近于该调和器的一输出;及传送该重新分布的光线到至少一光纤中,其中该传输另包含由该光源透过该光导来传输光线,藉以产生该大致均匀的外形,并加入到该至少一光纤,其中该至少一光纤并不会受到该光线的损害。2.如申请专利范围第1项之方法,其中该非均匀外形为类似gaussian分布。3.如申请专利范围第1项之方法,其中该强度外形的重新分布的执行系使用一光学波导,包含一光学轴,及至少部份沿着该光学轴的一多边形横截面。4.如申请专利范围第3项之方法,其中该多边形横截面具有最多10个边。5.如申请专利范围第3项之方法,其中该光学波导另包含一大致为圆形的横截面,其至少部份沿着该光学轴。6.如申请专利范围第3项之方法,其中沿着该光学波导的 该光学轴,该多边形横截面系平滑地转换到一大致为圆形的横截面。7.如申请专利范围第3项之方法,其中该波导包含沿着该光学轴的一长度;一第一及第二表面,每个表面系位在该长度的相对末端,且每个皆具有一区域;及该第一及第二表面具有不同的面积。8.如申请专利范围第7项之方法,其中沿着该光学波导的该长度,该多边形横截面系平滑地转换到一大致为圆形的横截面,而该第一表面的区域则平滑地转换到该第二表面的区域。9.如申请专利范围第1项之方法,其中该发射光线步骤包含由一点光源来聚集光线。10.如申请专利范围第1项之方法,其中该光源提供具有一大致非均匀强度外形的光线。11.如申请专利范围第10项之方法,其中该非均匀强度外形为一类似gaussian分布。12.如申请专利范围第1项之方法,其中该波导具有一光学轴,及至少部份沿着该光学轴的一多边形横截面。13.如申请专利范围第12项之方法,其中该多边形横截面具有最多10个边。14.如申请专利范围第12项之方法,其中该光学波导另包含一大致圆形的横截面,其至少部份沿着该光学轴。15.如申请专利范围第12项之方法,其中沿着该光学波导的该光学轴,该多边形横截面系平滑地转换到一大致为圆形的横截面。16.如申请专利范围第12项之方法,其中该波导包含沿着该光学轴的一长度;一第一及第二表面,每个表面系位在该长度的相对末端,且每个皆具有一区域;及该第一及第二表面具有不同的面积。17.如申请专利范围第16项之方法,其中沿着该光学波导的该长度,该多边形横截面系平滑地转换到一大致为圆形的横截面,而该第一表面的区域则平滑地转换到该第二表面的区域。18.如申请专利范围第12项之方法,其中该发射光线步骤包含由一点光源来聚集光线。19.一种用以执行申请专利范围第1项方法之光纤照明系统,包含:一光源;一波导,包含一输入端,一输出端,及一光学轴,该输入端系放置在靠近于该光源,所以大量的光线会耦合到该波导,沿着该光学轴前进,并通过该输出端而离开,该离开的光线在该输出端具有一大致均匀的强度外形,而其中该波导在至少部份沿着该光学轴上具有一多边形横截面;至少一输出光纤系放置在靠近于该输出端,所以由该输出端离开的光线将以很高的效率耦合到该至少一个输出光纤。20.如申请专利范围第19项之光纤照明系统,其中该波导系由选自包含有石英,玻璃及塑胶之群组中的材料所构成。21.如申请专利范围第19光纤照明系统,其中该多边形横截面为一般性的,其组成最多为10个边。22.一种用以执行申请专利范围第1项方法之光纤调和器,包含:一第一波导,其具有对应于一第一输入区域的一第一输入端,一对应于一第一输出区域的一第一输出端,及一第一光学轴,其横截面形状大致为一多边形,而该第一输入端及该第一输出端皆大致垂直于该第一光学轴;一第二波导,其具有对应于一第二输入区域的一第二输入端,一对应于一第二输出区域的一第二输出端,及一第二光学轴,其横截面形状大致为一圆形,而其中该第二光学轴系大致地与该第一光学轴共线,而该第二波导的该第二输入端系放置在靠近于该第一波导的该第一输出端。23.如申请专利范围第22之光纤调和器,其中该第一波导的该第一输出区域系完整地包含于该第二波导的该第二输入区域内。24.如申请专利范围第22之光纤调和器,其中该第一输入区域系等于该第一输出区域。25.如申请专利范围第22之光纤调和器,其中该第二输入区域系等于该第二输出区域。26.如申请专利范围第22之光纤调和器,其中该第一输入区域系小于该第一输出区域。27.如申请专利范围第22项之光纤调和器,其中该第一输入区域系大于该第一输出区域。28.如申请专利范围第22项之光纤调和器,其中该第二输入区域系小于该第二输出区域。29.如申请专利范围第22项之光纤调和器,其中该第二输入区域系大于该第二输出区域。30.如申请专利范围第22项之光纤调和器,其中该第一波导的该第一输出端及该第二波导的该第二输入端皆以一平滑的转换而实际地结合在一起,藉以形成一体的波导。31.如申请专利范围第22项之光纤调和器,其中该第一波导的横截面形状大致为一般的多边形,包含最多10个边。32.一种用以执行申请专利范围第1项方法之光纤照明系统,包含:一电弧灯;一主要反射器,用以收集及聚焦来自该电弧灯的光线到一焦点;一多边形杆,其具有一第一输入端及一第一输出端,该多边形杆系位在该输入端而与该焦点重合,藉以接收由该主要反射器所收集之最佳光线量,一输出光纤,其具有一第二输入端及一第二输出端,该第二输入端系耦合到访多边形杆的该第一输出端,使得大致上所有离开该多边形杆的第一输出端的光线皆耦 合到该输出纤维。33.如申请专利范围第32项之光纤照明系统,其中该主要反射器系选自由一球形反射器,一椭圆形反射器及一环状反射器之群组中所组成的一反射器。34.如申请专利范围第32项之光纤照明系统,其中该多边形杆系由选自包含有石英,玻璃及塑胶之群组中的材料所构成。35.如申请专利范围第32项之光纤照明系统,其中该输出光纤系选自包含有一塑胶纤维,一束塑胶纤维,一单一玻璃纤维,及一玻璃纤维束之群组。36.如申请专利范围第32项之光纤照明系统,其中该多边形杆系削尖的。37.如申请专利范围第32项之光纤照明系统,其中该多边形杆具有一正方形横截面,该第一输入端的横截面之边长约为2mm,该第一输出端的横截面之边长约为3.5mm,而其中该多边形杆具有一轴长,其自该第一输入端延伸到该第一输出端,且该轴长约为35mm。38.如申请专利范围第32项之光纤照明系统,另包含一圆形杆,其具有一第三输入端及一第三输出端,该圆形杆系位于该多边形杆的该第二输出端与该输出光纤的该第二输入端之间,使得光线由该多边形杆的该第一输出端耦合到该圆形杆的该第三输入端,且使得光线由该圆形杆的该第三输出端耦合到该输出光纤的该圆形输入端。图式简单说明:图1所示为具有一抛物线反射器的一先前技艺的光纤照明器的架构图。图2所示为具有一楠圆反射器的一先前技艺的光纤照明器的架构图。图3所示为具有一偏轴超环面反射器的一先前技艺的光纤照明器的架构图。图4所示为在一照明系统的目标点虚的输出光线的典型强度外形图,其显示为一类似gaussian分布。图5A及5B所示为应用在本发明的具体实施例中具有正方形横截面的调和器之架构图。图6所示为来自一正方形调和器的输出光线之强度外形的曲线,例如图5中所示,其曲线显示出该输出强度外形大致上是均匀的。图7所示为来自一圆柱形调和器的输出光线之强度外形的曲线,其曲线显示出该强度外形为具有峰値。图8A-8F所示为不同多边形横截面的架构图,其可运用在本发明的具体实施例中来提供均匀的强度外形输出。图9A及9B所示为本发明的一调和器之架构图,包含一输入端为正方形杆,输出端为圆形杆。图10所示为本发明的一调和器之架构图,包含有一平滑转换的正方形输入端到圆形输出端。图11所示为本发明的一正方形横截面调和器的一架构图,其由一较小的进入横截面逐渐变化到一较大的离开横截面。图12所示为本发明的一调和器之架构图,其具有一正方形横截面输入,其逐渐变化到一具有较大面积的一圆形横截面。图13A及13B所示为本发明具体实施例中所使用的一八边形调和器的架构图,其可藉由趋近于具有一外切多边形之圆形纤维的横截面面积来符合于具有高效率的一圆形输出纤维。图14所示为本发明的一纤维照明系统的架构图,其具有一偏轴的架构,及包含一单一波导的调和器。图15所示为本发明的一纤维照明系统的架构图,其具有一偏轴的架构,及包含一多边形杆及一圆形杆的调和器。图16所示为由一正方形调和器所量测的强度外形图。
地址 美国
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