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深圳镭龙光学器件有限公司 
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| 自聚焦透镜 G-lens 准直透镜 |
1. 自聚焦透镜简介
自聚焦透镜又称梯度折射率透镜，是指其内部的折射率分布沿径向逐渐减小的柱状光学透镜，具有聚焦和成像功能。
由于梯度折射率透镜具有端面准直、耦合和成像特性，加上它圆柱状小巧的外形特点，可以在多种不同的微型光学系统中使用更加方便。并在集成光学领域如微型光学系统、医用光学仪器、光学复印机、传真机、扫描仪等设备有着广泛的应用。
梯度折射率透镜是光通讯无源器件中必不可少的基础元器件。应用于要求聚焦和准直功能的各种场合，被分别使用在光耦合器、准直器、光隔离器、光开关、激光器等方面。
1.1 自聚焦透镜的特点
当光线在空气中传播遇到不同介质时，由于介质的折射率不同会改变其传播方向。传统透镜是通过控制透镜表面的曲率，利用产生的光程差使光线汇聚成一点。
自聚焦透镜与普通透镜的区别在于，自聚焦透镜材料折射率的分布沿径向逐渐减小，能够使沿轴向传输的光产生连续折射，从而实现出射光线平滑且连续的汇聚到一点。
自聚焦透镜利用了梯度变折射率分布沿径向逐渐减小的变化特征，其折射率变化由公式1表述。其折射率分布曲线见图3。
No ………自聚焦透镜中心折射率
r …………自聚焦透镜半径
根号A………自聚焦透镜的折射率分布常数
1.2 光在不同节距自聚焦透镜中的传播轨迹：
1.3 自聚焦透镜的主要参数
节距：在自聚焦透镜中，光束沿正弦轨迹传播完成一个正弦波周期的长度即称为一个节距。
透镜长度：自聚焦透镜透镜两端中心轴线间的距离。
折射率分布常数（根号A）：自聚焦透镜的折射率沿径向分布常数。
数值孔径（N.A.）：
n…………入射光所在介质的折射率
am……… 入射光线的*大孔径角
1.4 自聚焦透镜的应用原理
聚焦：根据自聚焦透镜的传光原理，对于1/4节距的自聚焦透镜，当从一端面输入一束平行光时，经过自聚焦透镜后光线会汇聚在另一端面上。这种端面聚焦的功能是传统曲面透镜所无法实现的。如下图5所示：
准直：准直是聚焦功能的可逆应用。根据自聚焦透镜的传光原理，对于1/4节距的自聚焦透镜，当汇聚光从自聚焦透镜一端面输入时，经过自聚焦透镜后会转变成平行光线。如下图6所示：
自聚焦透镜是光纤通讯无源器件中必不可少的基础器件，应用于要求有聚焦和准直功能的各种场合，如：准直器、耦合器、光隔离器、光开关、波分复用器等等。例如图7中两个自聚焦透镜分别用做准直和聚焦，这样我们可在两个自聚焦透镜之间加入多种光学器件，例如：滤波片、偏振片、法拉第旋光器等等，来构成多种光学无源器件。
耦合聚焦：由于自聚焦透镜可以通过端面完成 |
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