專利名稱：一種用于近距離自由空間光通信的光學(xué)接收聚焦鏡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)聚焦鏡頭，尤其涉及一種用于近距離自由空間光通信的光學(xué)接收聚焦鏡頭。
背景技術(shù)：
自由空間激光通信(Free Space Optics,簡稱FS0)，是一種通過激光在無需光纖的情況下實現(xiàn)點對點，點對多點或多點對多點間的語音、圖象和數(shù)據(jù)信息的通信技術(shù)。雖然 FSO通信不需要光纖而是以空氣為介質(zhì)，但由于其設(shè)備使用和光纖通信相似的激光發(fā)射器和接收器，因此又有“虛擬光纖通信”之稱。FSO具有傳輸速率高，無需申請頻段許可，成本低，抗干擾性強，傳輸保密性好，組網(wǎng)方便靈活等特點，廣泛應(yīng)用于移動通信基站互連，多用戶局域網(wǎng)延伸，企業(yè)、公司、院校、銀行和軍隊等的網(wǎng)絡(luò)互連以及各種臨時網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)、圖像和語言信息的無線傳輸。自由空間激光通信的原理是受調(diào)制的信號通過功率驅(qū)動電路使激光器發(fā)光，這樣載有信號的激光通過光學(xué)發(fā)射鏡頭發(fā)射出去，由大氣信道傳輸?shù)搅硪欢说募す馔ㄐ艡C的光學(xué)接收鏡頭上，光學(xué)接收鏡頭將收集到的光信號匯聚到光電探測器上，將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，再將電信號放大，處理。發(fā)射光學(xué)鏡頭的作用是壓縮光束發(fā)射角，對光束進行準直和擴束；光學(xué)接收鏡頭的作用是將從遠處傳來的已被調(diào)制的光束匯聚到光電探測器的有效接收面上。由于高速光電探測器的有效接收面大小普遍比較小，尺寸在幾百微米左右甚至更小，靈敏度也較低，因此需要接收鏡頭將接收到的光束聚焦成較小的光斑以讓光電探測器接收到最多的能量。通常的空間激光通信系統(tǒng)中，光學(xué)發(fā)射鏡頭和光學(xué)接收鏡頭是固定或相對固定的，但本發(fā)明中光學(xué)接收聚焦鏡頭的設(shè)計是針對發(fā)射光束垂直于光學(xué)接收鏡頭進行一定范圍內(nèi)的運動，光學(xué)接收鏡頭固定不動的情況，并在此運動情況下實現(xiàn)較小光斑的匯聚。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于在發(fā)射光束垂直于光線傳播方向進行一定范圍內(nèi)的直線運動，光學(xué)接收鏡頭固定不動的情況下進行光通信的聚焦鏡頭。該發(fā)射光束的光束直徑是7mm，光束發(fā)散角是3mrad，發(fā)射光束出射端與聚焦鏡頭的距離不大于0. 5米，光電探測器的有效接收面直徑是0. 5mm，該聚焦鏡頭能使光電探測器接收到50%以上的光能量。實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)手段是，一種用于近距離自由空間光通信的光學(xué)接收聚焦鏡頭，包括依次設(shè)置的第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡，其中，所述的第一透鏡是平面朝向光電探測器的平凸透鏡，所述的第二透鏡是凹面朝向光電探測器的彎月透鏡，所述的第三透鏡是凹面朝向光電探測器的平凹透鏡，入射光束依次通過第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡匯聚到光電探測器有效探測面上。如上所述的一種用于近距離自由空間光通信的光學(xué)接收聚焦鏡頭，其中，所述用
3于近距離自由空間光通信的光學(xué)接收聚焦鏡頭的焦距是150mm。如上所述的一種用于近距離自由空間光通信的光學(xué)接收聚焦鏡頭，其中，所述第一透鏡、所述第二透鏡和所述第三透鏡的參數(shù)是
權(quán)利要求
1.一種用于近距離自由空間光通信的光學(xué)接收聚焦鏡頭，包括依次設(shè)置的第一透鏡、 第二透鏡和第三透鏡，其特征在于所述的第一透鏡是平面朝向光電探測器的平凸透鏡，所述的第二透鏡是凹面朝向光電探測器的彎月透鏡，所述的第三透鏡是凹面朝向光電探測器的平凹透鏡，入射光束依次通過第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡匯聚到光電探測器有效探測面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于近距離自由空間光通信的光學(xué)接收聚焦鏡頭，其特征在于，所述用于近距離自由空間光通信的光學(xué)接收聚焦鏡頭的焦距是150mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于近距離自由空間光通信的光學(xué)接收聚焦鏡頭，其特征在于，所述第一透鏡、所述第二透鏡和所述第三透鏡的參數(shù)是透鏡曲面曲率半徑 mm與后一面的間距 mm表面半徑 mm材料第一透鏡入射面230.889.8555HZF52A出射面平面20第二透鏡入射面119.61048H_ZF52A出射面353.4720第三透鏡入射面平面4.5840H—ZF52A出射面490
全文摘要
一種用于光通信的光學(xué)聚焦鏡頭，包括依次設(shè)置的第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡，其中所述的第一透鏡是平面朝向光電探測器的平凸透鏡，所述的第二透鏡是凹面朝向光電探測器的彎月透鏡，所述的第三透鏡是凹面朝向光電探測器的平凹透鏡，入射光束依次通過第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡匯聚到光電探測器有效探測面上。當入射光束平行于該聚焦透鏡光軸并沿垂直光軸方向在該聚焦透鏡有效孔徑內(nèi)運動時，該聚焦透90％以鏡能將入射光束上的能量聚焦到直徑為100微米的圓內(nèi)。
文檔編號G02B6/42GK102520492SQ201110388999
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者丁潔, 劉玉平, 徐圓飛, 王稷 申請人:北京航星機器制造公司