Волоконные линзы: общие принципы и искусство полировки

Волоконная линза – это оптический компонент, который состоит из оптического волокна и линзы, формируемой на торце этого волокна.

Основные области применения волоконных линз:

• Ввод и вывод оптического излучения в или из фотонной интегральной схемы с волноводами малого диаметра;
• Оптимизация ввода излучения из лазерных или суперлюминесцентных чипов в оптические волокна;
• Фокусирование оптического излучения из волокон в активную область фотодиодов;
• В качестве зондов в оптической ближнепольной микроскопии;
• Как чувствительные элементы волоконно-оптических датчиков.

Виды стыковки волоконной линзы с объемными компонентами

На сегодняшний день, существует несколько методов изготовления волоконных линз:

Методы и техники изготовления волоконных линз не стоят на месте, в данной статье разберем подробнее метод полировки волокна для изготовления линз. Данная методика имеет большое преимущество в массовом производстве, так как имеет высокую повторяемость процесса.

Волоконные линзы можно классифицировать в зависимости от их зоны применения:

• линзы с конусным волокном — используются для ввода излучения в волноводы малого диаметра;
• клиновидные линзы — отклоняют направление оптического излучения;
• полусферические линзы — снижают обратные отражения;
• шаровые линзы — фокусируют излучение.

Виды линз

Полировка волоконной линзы

Метод полировки — работает по принципу контролируемого послойного снятия материала с внешней поверхности оптического волокна в результате механического воздействия вращающегося полировального диска. Высокотехнологичная установка берёт на себя сложную и тонкую часть работы, позволяя оператору быстро освоить процесс полировки.

Общий вид полировки волокна

Процесс полировки волокна

Общие принципы изготовления волоконной линзы:

• подготовка волокна: очистка от защитно-упрочняющего покрытия, скалывание волокна;
• установка волокна в держатель и полировка;
• проверка качества линзы.

Метод полировки относительно прост и хорошо подходит для массового производства — особенно если нужна линза с мягким фокусом. Он не требует дорогих установок (сварочных аппаратов или СО₂ лазеров) или сложной химии.

Изготовление линз методом полировки имеет ограничения, например, полировка сложных геометрических форм или высокие требования к оснастке для полировки.

Волоконные линзы стали незаменимыми помощниками в области телекоммуникаций, медицинской эндоскопии, лазерных системах. Каждая такая линза — это результат точной и кропотливой работы, где доля микрона является решающим фактором, будет ли система работать идеально или потеряет половину света.

Изготовление волоконных линз – это ювелирная работа на микронном уровне. Мы привели в порядок подраздел по полировальным станциям в разделе технологического оборудования для волоконной оптики.

Команда АО «ЛЛС» всегда готова предоставить квалифицированную консультацию по полировальным станциям для изготовления волоконных линз.

Автор статьи: Кашина Раъно, ведущий инженер-исследователь 

Анонсы статей, мероприятий и еще больше научно-познавательного контента по ссылке в нашем Telegram-канале.