改進型C-Lens研究以及結(jié)構(gòu)和參數(shù)指標優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、當今,光纖已成為世界通信中主要傳輸方式,應用廣泛、發(fā)展迅猛。作為光纖通信設(shè)備的重要組成部分—光無源器件,如光環(huán)形器、光開關(guān)、光隔離器、光衰減器、光波分復用器等,在其工作過程中,輸入和輸出光纖端面之間必須間隔一定的距離,以便能夠在光路中插入光學元件,從而實現(xiàn)器件功能。但通常光纖通信系統(tǒng)所用的光源是基模高斯光束,該光束從光纖的端面出射時發(fā)散角較大,會導致光路中的光能量損失嚴重,不利于光的傳輸和耦合。光纖準直器就是應用于光無源器件中,其作用就

2、是實現(xiàn)光束準直,將從光纖中出射的發(fā)散光經(jīng)過準直后變成發(fā)散角極小、近似平行光束,或者將平行光束會聚進入光纖,從而提高光器件的耦合效率。目前,用來制作光纖準直器的主要元件是GRIN Lens和C-Lens,C-Lens光纖準直器具有長工作距離時的低插入損耗、工作距離范圍大以及成本低等優(yōu)點,彌補了GRIN Lens光纖準直器的缺點,從而被國內(nèi)外各光學器件廠家廣泛使用。但自從歐盟2006年7月1日實施RoHS,對產(chǎn)品中的有害物質(zhì)進行限制,C-L

3、ens的材料就由SF11改為N-SF11,但N-SF11材料光學穩(wěn)定性較差、熱膨脹系數(shù)較大,造成高溫裝配、以及高溫高濕或高低溫循環(huán)測試時,插損IL漂移較大、不穩(wěn)定,且易發(fā)生開裂現(xiàn)象,給產(chǎn)品帶來了困擾,并且市場上對產(chǎn)品性能提出了更高的要求,要求更低的插入損耗。本論文在查閱大量參考文獻的基礎(chǔ)上,從材料特性分析入手,選取合適的材料,尋找提高熱穩(wěn)定性的方法,并優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和參數(shù)指標,從而實現(xiàn)低插損、低溫度插損漂移并可高溫焊接裝配且性能穩(wěn)定的C-

4、Lens光纖準直透鏡。
　　研究包括:
　　1.介紹了光纖準直器的歷史、特點和發(fā)展前景,著重闡述了C-Lens產(chǎn)品的現(xiàn)狀以及當前所遇到的問題。
　　2.研究C-Lens的設(shè)計原理、高斯光束、ABCD矩陣,為C-Lens的設(shè)計計算提供理論基礎(chǔ);分析光學玻璃材料、C-Lens相關(guān)的主要光學指標、產(chǎn)品熱穩(wěn)定性的影響因素。圍繞提高熱穩(wěn)定性和降低插損IL,通過選擇合適的新材料S-NPH2,優(yōu)化產(chǎn)品參數(shù)指標,優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu),從而實現(xiàn)