| 主权项 |
1.一种光学元件,系藉由第1棒型透镜将出射侧光纤的端面所出射的光束转换为大致平行光线,使其通过光学功能元件后,藉由第2棒型透镜聚光,然后送入入射侧光纤;其特征在于:前述出射侧光纤、前述第1棒型透镜、前述第2棒型透镜、前述入射侧光纤的光轴全部一致,当假设从前述第1棒型透镜的光轴所测量的径向距离为r,在前述第1棒型透镜的光轴上的折射率为nOA,折射率分布系数为gA、h4A、h6A、h8A时,前述第1棒型透镜的折射率分布系根据下述(数1)来表记;当假设从前述第2棒型透镜的光轴所量测的径向距离为r,在前述第2棒型透镜的光轴上的折射率为nOB,折射率分布系数为gB、h4B、h6B、h8B时,前述第2棒型透镜的折射率分布系根据下述(数2)来表记;当假设前述出射侧光纤的出射面法线与光学元件全体光轴所成的角为FA,前述入射侧光纤的入射面法线与光学元件全体光轴所成的角为FB时,能满足下述(数3)的关系;当采用前述出射侧光纤的芯中心折射率nFA、前述入射侧光纤的芯中心折射率nFB、前述出射侧光纤与前述第1棒型透镜的间隔WA、前述第2棒型透镜与前述入射侧光纤的间隔WB、前述出射侧光纤与前述第1棒型透镜间的介质折射率nLA、前述第2棒型透镜与前述入射侧光纤间的介质折射率nLB、前述第1棒型透镜与前述第2棒型透镜间的介质折射率nM、前述第1棒型透镜的出射面法线与光学元件全体的光轴所成的角为QA、前述第2棒型透镜的入射面法线与光学元件全体的光轴所成的角为QB,以下述(数4)、(数5)来定义3A、3B时,能满足下述(数6)的关系,而且,前述第1棒型透镜的入射面法线与光学元件全体的光轴所成的角PA、前述第2棒型透镜的出射面法线与光学元件全体的光轴所成的角PB,能满足下述(数7)、(数8)的关系:[数1]nA(r)2=nOA2{1-(gAr)2+h4A(gAr)4+h6A(gAr)6+h8A(gAr)8+}[数2]nB(r)2=nOB2{1-(gBr)2+h4B(gBr)4+h6B(gBr)6+h8B(gBr)8+}[数3]FAFB>0[数4]3A=nOAgAWA(nFA-nLA) FA / (nMnLA)+(nM-nOA)QA/nM[数5]3B=nOBgBWB(nFB-nLB)FB/(nMnLB)+(nM-nOB)QB/nM[数6]0≦︱3A-3B︱≦/180[数7]0≦︱PA︱≦15(/180)[数8]0≦︱PB︱≦15(/180)。2.一种光学元件,系藉由第1棒型透镜,将出射侧光纤的端面所出射的光束转换为大致平行光线,使其通过光学功能元件后,藉由第2棒型透镜聚光,然后送入入射侧光纤;其特征在于:前述出射侧光纤、前述第1棒型透镜、前述第2棒型透镜、前述入射侧光纤的光轴全部一致,当假设从前述第1棒型透镜的光轴所量测的径向距离为r,在前述第1棒型透镜的光轴上的折射率为nOA,折射率分布系数为gA、h4A、h6A、h8A时,前述第1棒型透镜的折射率分布系根据下述(数9)来表记;当假设从前述第2棒型透镜的光轴所量测的径向距离为r,在前述第2棒型透镜的光轴上的折射率为nOB,折射率分布系数为gB、h4B、h6B、h8B时,前述第2棒型透镜的折射率分布系根据下述(数10)来表记;当假设前述出射侧光纤的出射面法线与光学元件全体光轴所成的角为FA,前述入射侧光纤的入射面法线与光学元件全体光轴所成的角为FB时,能满足下述(数11)的关系;当采用前述出射侧光纤的芯中心折射率nFA、前述入射侧光纤的芯中心折射率nFB、前述出射侧光纤与前述第1棒型透镜的间隔WA、前述第2棒型透镜与前述入射侧光纤的间隔WB、前述出射侧光纤与前述第1棒型透镜间的介质折射率nLA、前述第2棒型透镜与前述入射侧光纤间的介质折射率nLB、前述第1棒型透镜与前述第2棒型透镜间的介质折射率nM、前述第1棒型透镜的入射面法线与光学元件全体的光轴所成的角PA、前述第2棒型透镜的出射面法线与光学元件全体的光轴所成的角PB,以下述(数12)、(数13)来定义gQAO、QBO时,则前述第1棒型透镜的出射面法线与光学元件全体的光轴所成的角QA、前述第2棒型透镜的入射面法线与光学元件全体的光轴所成的角QB,能满足(数14)、(数15)的关系,而且,前述PA、PB能满足下述(数16)、(数17)的关系:[数9]nA(r)2=nOA2{1-(gAr)2+h4A(gAr)4+h6A(gAr)6+h8A(gAr)8+}[数10]nB(r)2=nOB2{1-(gBr)2+h4B(gBr)4+h6B(gBr)6+h8B(gBr)8+}[数11]FAFB<0[数12]QAO=nOAgAWA(nOA-nLA) PA/{nLA(nOA-nM)}式中,当nOA-nM=0时,QAO=0[数13]QBO=nOBgBWB(nOB-nLB) PB/{nLB(nOB-nM)}式中,当nOB-nM=0时,QBO=0[数14]-(/180)≦QA-QAO≦(/180)[数15]-(/180)≦QB-QBO≦(/180)[数16]0≦︱PA︱≦15(/180)[数17]0≦︱PB︱≦15(/180)3.如申请专利范围第1项之光学元件,其中,当使用光学元件全体光轴的第1棒型透镜与第2棒型透镜的间隔L,用下述(数18)、(数19)来定义QAO、QBO时,第1棒型透镜的出射面法线与光学元件全体的光轴所成的角QA和第2棒型透镜的入射面法线与光学元件全体的光轴所成的角QB能满足下述(数20)的关系:[数18]当L>0时QAO={(0.5nOA2gA2LWA-nLAnM)(nFA-nLA)FA+nLAnM(nOA-nLA)PA}/{0.5nOAnLAgAL(nOA-nM)}当L=0时,QAO=0[数19]当L>0时QBO={(0.5nQB2gB2LWB-nLBnM)(nFB-nLB)FB+nLBnM(nOB-nLB)PB}/{0.5nOBnLBgBL(nOB-nM)}当L=0时,QBO=0[数20]-2.5(/180)≦(QA+QB)-(QAO+QBO)≦+2.5(/180)。4.如申请专利范围第1项或第2项之光学元件,其中,在从出射侧光纤所出射的光束中,形成光强度分布的对称中心的光线入射到入射侧光纤后,与光学元件全体的光轴一致。5.如申请专利范围第1项或第2项之光学元件,其能满足1.4≦nOA≦2.0的关系。6.如申请专利范围第1项或第2项之光学元件,其能满足1.4≦nOB≦2.0的关系。7.如申请专利范围第1项或第2项之光学元件,当假设第1棒型透镜的半径为rOA时,能满足0.125mm≦2rOA≦5mm的关系。8.如申请专利范围第1项或第2项之光学元件,当假设第2棒型透镜的半径为rOB时,能满足0.125mm≦2rOB≦5mm的关系。9.如申请专利范围第1项或第2项之光学元件,其能满足0.1≦nOAgArOA≦1的关系。10.如申请专利范围第1项或第2项之光学元件,其能满足0.1≦nOBgBrOB≦1的关系。11.如申请专利范围第1项或第2项之光学元件,其能满足4(/180)≦︱FA︱≦15(/180)的关系。12.如申请专利范围第1项或第2项之光学元件,其能满足4(/180)≦︱FB︱≦15(/180)的关系。13.如申请专利范围第11项之光学元件,其能满足6(/180)≦︱FA︱≦8(/180)的关系。14.如申请专利范围第12项之光学元件,其能满足6(/180)≦︱FB︱≦8(/180)的关系。15.如申请专利范围第1项或第2项之光学元件,其能满足gAWA≦0.2的关系。16.如申请专利范围第1项或第2项之光学元件,其能满足gBWB≦0.2的关系。17.如申请专利范围第1项或第2项之光学元件,其能满足︱FA︱=︱FB︱的关系。18.如申请专利范围第1项或第2项之光学元件,其能满足nLA=nLB的关系。19.如申请专利范围第18项之光学元件,其能满足nLA=nLB=1的关系。20.如申请专利范围第1项或第2项之光学元件,其能满足nOA=nOB、gA=gB、rOA=rOB的关系。21.如申请专利范围第1项之光学元件,其能满足PA=PB的关系。22.如申请专利范围第2项之光学元件,其能满足PA=-PB的关系。23.如申请专利范围第1项或第2项之光学元件,其能满足nFA=nFB的关系。24.如申请专利范围第2项之光学元件,其能满足PA=PB=0的关系。25.如申请专利范围第2项之光学元件,其能满足FA=PA、FB=PB的关系。图式简单说明:图1系表示本发明的光学元件之光学系统示意侧视图。图2系表示本发明的一实施例之示意侧视图。图3系表示本发明的光学元件所使用的棒型透镜之立体图。图4系表示本发明的光学元件所使用的棒型透镜之折射率分布曲线示意图。图5系说明本发明的一实施例的中轴光线之路径示意图。图6系说明本发明的其他实施例的中轴光线之路径示意图。图7系表示本发明的设计例3-1的光学系统之示意侧视图。图8系表示本发明的设计例3-2的光学系统之示意侧视图。图9系表示本发明的设计例3-3的光学系统之示意侧视图。图10系表示本发明的设计例3-4的光学系统之示意侧视图。图11系表示本发明的设计例3-5的光学系统之示意侧视图。图12系表示本发明的设计例3-6的光学系统之示意侧视图。图13系表示先前的光学元件的光学系统之侧视图。 |
