專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)球差非球面波導(dǎo)短程透鏡元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于光電子學(xué)信息處理和光學(xué)元件加工領(lǐng)域。
無(wú)球差非球面波導(dǎo)短程透鏡是光電子學(xué)信息處理、光纖通訊領(lǐng)域中具有準(zhǔn)直和付里葉變換作用的重要元件。
它主要應(yīng)用于集成光學(xué)聲光頻譜分析器、集成光學(xué)波分復(fù)用器、集成光學(xué)相關(guān)器、集成光學(xué)矩陣乘法器、集成光學(xué)光纖陀螺、導(dǎo)波聲光卷積器、脈沖壓縮器以及光纖通訊中的多路開(kāi)關(guān)等器件中。
在九十年代以前，我國(guó)集成光學(xué)和光通訊器件中使用球面波導(dǎo)短程透鏡。這種球面波導(dǎo)短程透鏡通常采用常規(guī)光學(xué)冷加工方法制造，它加工容易，但球差很大，在實(shí)用集成光路中，如在集成光學(xué)聲光頻譜分析器中，它不能使衍射光斑聚焦得很小，限制了器件的頻率分辨率。
本實(shí)用新型的目的是用精確設(shè)計(jì)和加工的非球面波導(dǎo)短程透鏡消除球面波導(dǎo)短程透鏡的球差，以滿(mǎn)足集成光學(xué)器件和光通訊器件對(duì)光波導(dǎo)透鏡所要求達(dá)到的衍射極限性能。
本設(shè)計(jì)無(wú)球差非球面波導(dǎo)短程透鏡其特征是在一片精密拋光過(guò)的光學(xué)LiNbO3襯片(1)上，有一個(gè)經(jīng)單點(diǎn)金剛石車(chē)床超精加工出的由經(jīng)線(xiàn)L(ρ)旋轉(zhuǎn)而成的曲面S構(gòu)成的非球凹面短程透鏡(3)，復(fù)蓋在(1)和(3)表面上的是高頻濺射后，又經(jīng)高溫?cái)U(kuò)散的Ti擴(kuò)散波導(dǎo)層(2)。
下面配合附圖進(jìn)一步描述本設(shè)計(jì)的短程透鏡
圖1是無(wú)球差非球面波導(dǎo)短程透鏡元件的結(jié)構(gòu)示意圖，也是摘要附圖。
圖中1．是光學(xué)LiNbO3襯片2．是Ti擴(kuò)散波導(dǎo)層3．是非球面凹面短程透鏡圖2是非球凹面的圖形示意圖。圖中示出了經(jīng)線(xiàn)L(ρ)旋轉(zhuǎn)而成曲面S的原理。
圖3是透鏡子午線(xiàn)軌跡圖，示出了選定焦距a，物距b，透鏡半徑C和有效半徑d時(shí)通過(guò)計(jì)算給出的曲面S的形狀。
圖4是有兩個(gè)共軛焦點(diǎn)的短程透鏡的俯視圖。
本設(shè)計(jì)中根據(jù)我們研究出的新的嚴(yán)格解析法編制的一套完整的設(shè)計(jì)無(wú)球差短程透鏡的軟件，設(shè)計(jì)的非球面波導(dǎo)短程透鏡具有理想剖面，透鏡邊緣與平面連接處曲率半徑大，光波導(dǎo)在透鏡中傳播損耗小。
本設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)施例如下根據(jù)新的解析法公式，按0.02mm步長(zhǎng)求出透鏡母線(xiàn)各點(diǎn)的Z坐標(biāo)，編出加工程序，MSG-325單點(diǎn)金剛石切削機(jī)床按指令完成凹面加工，加工完的樣品采用改進(jìn)的軟拋光工藝進(jìn)行精密拋光，接著在經(jīng)過(guò)拋光的樣品表面用高頻濺射法沉積一層60-65mm的鈦膜，然后在1050℃下熱擴(kuò)散9-10小時(shí)，即成Ti擴(kuò)散LiNbO3無(wú)球差非球面波導(dǎo)短程透鏡。
權(quán)利要求1.一種無(wú)球差非球面波導(dǎo)短程透鏡元件，其特征是在一片精密拋光過(guò)的光學(xué)LiNbO3襯片(1)上，有一個(gè)經(jīng)單點(diǎn)金剛石車(chē)床超精加工出的由經(jīng)線(xiàn)L(ρ)旋轉(zhuǎn)而成的曲面S構(gòu)成的非球凹面短程透鏡(3)，復(fù)蓋在(1)和(3)表面上的是高頻濺射后，又經(jīng)高溫?cái)U(kuò)散的Ti擴(kuò)散波導(dǎo)層(2)。
專(zhuān)利摘要一種無(wú)球差非球面波導(dǎo)短程透鏡元件,屬于光電子信息處理和光學(xué)元件加工領(lǐng)域。在LiNbO
文檔編號(hào)G02B6/124GK2323383SQ97231829
公開(kāi)日1999年6月9日 申請(qǐng)日期1997年12月27日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月27日
發(fā)明者魯平, 范俊青, 馬文生, 許承杰, 李公羽, 汪賢秀 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春物理研究所