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自聚焦透鏡(Grin Lens)的相關(guān)知識

        自聚焦透鏡又稱為梯度變折射率透鏡,是指其折射率分布是沿徑向漸變的柱狀光學(xué)透鏡。具有聚焦和成像功能。      
  由于梯度折射率透鏡具有端面準(zhǔn)直、耦合和成像特性,加上它圓柱狀小巧的外形特點(diǎn),可以在多種不同的微型光學(xué)系統(tǒng)中使用更加方便。并在集成光學(xué)領(lǐng)域如微型光學(xué)系統(tǒng)、醫(yī)用光學(xué)儀器、光學(xué)復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、掃描儀等設(shè)備有著廣泛的應(yīng)用。
  
  梯度折射率透鏡是光通訊無源器件中必不可少的基礎(chǔ)元器件。應(yīng)用于要求聚焦和準(zhǔn)直功能的各種場合,被分別使用在光耦合器、準(zhǔn)直器、光隔離器、光開關(guān)、激光器等方面。

  自聚焦透鏡(Grin Lens)的特點(diǎn):
   當(dāng)光線在空氣中傳播當(dāng)遇到不同介質(zhì)時,由于介質(zhì)的折射率不同會改變其傳播方向。傳統(tǒng)的透鏡成像是通過控制透鏡表面的曲率,利用產(chǎn)生的光程差使光線匯聚成一點(diǎn)。

   自聚焦透鏡同普通透鏡的區(qū)別在于,自聚焦透鏡材料能夠使沿軸向傳輸?shù)墓猱a(chǎn)生折射,并使折射率的分布沿徑向逐漸減小,從而實(shí)現(xiàn)出射光線被平滑且連續(xù)的匯聚到一點(diǎn)。

 

    圖1 普通透鏡光軌跡示意圖

  

   圖2 自聚焦透鏡軌跡示意圖
  

   圖3 自聚焦透鏡折射率分布曲線

 
公式(1)中:No --表示自聚焦透鏡的中心折射率
                           r --表示自聚焦透鏡的半徑
                           A --表示自聚焦透鏡的折射率分布常數(shù)

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