学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

光通信耦合器件球透镜的制备及其性能研究

作　者: 吕昊
导　师: 曹志峰
学　校: 长春理工大学
专　业: 材料学
关键词: 光通信光学玻璃槽沉法球透镜数值孔径焦斑大小耦合效率
分类号: TN256
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 120次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

在现代通信系统中，微光学元件在光纤间耦合光，从激光二级管至光纤、从光纤至探测器，它们还在DWDM的薄膜滤波器中准直来自光纤的光，球透镜和梯度折射率透镜都将起到这个作用。本文根据光通信耦合器件发展的趋势，研制了一种新型光学玻璃，并且依据在表面张力的作用下，液滴冷凝后得到透明玻璃微球理论，首次使用槽沉法来制备球透镜，并对球透镜的性能进行研究，主要包括以下几方面的内容：第一部分对光通信的发展、微小光学和耦合技术进行了阐述。第二部分给出了制备球透镜所需要的光学玻璃的相关理论内容。第三部分叙述了基础玻璃制作工艺，包括玻璃配方设计、熔炼工艺和性能测试。第四部分对球透镜的制备工艺进行研究，包括槽沉法制备球透镜、球透镜的抛光和基本性能测试。第五部分对球透镜的光学性能进行研究。研究结果表明：该玻璃的最佳退火温度为570℃、折射率为1.5198、光谱透过率大于90％；所得到的球透镜最佳成球温度为1250℃、折射率为1.5190、光谱透过率大于90％，最大耦合效率为62.5％。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-5
目录  5-7
第一章绪论  7-22
  1.1 光通信概述  7-8
  1.2 微小光学发展  8-10
  1.3 光纤耦合技术  10-14
  1.4 梯度折射率光学  14-15
  1.5 球透镜与梯度折射率透镜的比较  15-20
  1.6 国内外研究现状  20
  1.7 本课题所研究的主要内容和必要性  20-22
第二章基础玻璃理论  22-35
  2.1 玻璃结构  22-23
  2.2 玻璃生成规律  23-25
    2.2.1 热力学条件  23
    2.2.2 动力学条件  23-25
  2.3 玻璃的熔制  25-27
  2.4 表面张力理论  27-28
  2.5 温度、粘度对成球的影响  28-29
  2.6 材料折射率的选择  29-30
  2.7 槽沉法成球工艺  30-31
  2.8 液滴表面呈球面的典型实例及条件  31-35
第三章基础玻璃的制备  35-39
  3.1 基础玻璃的制备  35-37
    3.1.1 基础玻璃配方设  35-37
    3.1.2 基础玻璃熔制  37
  3.2 基础玻璃性能测试  37-39
    3.2.1 折射率的测试  37
    3.2.2 退火温度的测试  37-38
    3.2.3 透过率的测试  38-39
第四章球透镜的研制  39-44
  4.1 球透镜的制备  39-42
    4.1.1 玻璃丝的拉制  39
    4.1.2 切割与研磨  39-40
    4.1.3 槽沉成球和精密退火  40-41
    4.1.4 抛光  41-42
  4.2 球透镜的基本性能测试  42-44
    4.2.1 球透镜的折射率测试  42
    4.2.2 球透镜的透过率测试  42-43
    4.2.3 球透镜的椭球率测试  43
    4.2.4 球透镜析晶度的测试  43-44
第五章球透镜的光学性能  44-65
  5.1 球透镜光学理论分析  44-55
    5.1.1 单模光纤出射场的高斯近似  44-47
    5.1.2 高斯光束经光学系统的变换  47-48
    5.1.3 高斯光束经球透镜的变换  48-51
    5.1.4 球透镜的耦合效率  51-52
    5.1.5 球透镜的选取  52-55
  5.2 球透镜重要参数  55-57
  5.3 球透镜的焦距和焦斑测量  57-59
  5.4 球透镜的数值孔径测量  59-60
  5.5 球透镜的耦合效率的测量  60-63
  5.6 球透镜的偏差对耦合效率的影响  63-65
第六章结论与展望  65-67
  6.1 结论  65-66
  6.2 展望  66-67
参考文献  67-70
硕士期间所做工作  70-71
感谢  71

光通信耦合器件球透镜的制备及其性能研究

内容摘要

全文目录

相似论文