理想光波导短程透镜的理论与实验研究

【摘要】： 本论文针对Sottini给出的理想波导短程透镜母线的解析解存在曲率 奇点问题，以解决短程透镜卷边两端曲率奇点为出发点，在我们给出一 个卷边函数的一般表达式A（R）的基础上，通过对短程透镜辐射损耗的 分析，给出理想短程透镜的优化理论设计，使卷边与平板波导连接处的 曲率半径达到无限大，辐射损耗降至0，卷边与实际透镜连接处的曲率 半径达到较大值，辐射损耗降至可以忽略，并得到优化的无奇点理想波 导短程透镜母线的显式解z（r）。这是目前可接受的最好结果。 本论文设计给出焦距20mm，外孔径10mm，有效孔径8mm的透镜 母线加工曲线，制备出理想短程透镜样品，对其主要光学特性参数进行 了测试。结果表明：透镜样品在有效孔径内消除了球差；光传输损耗降 为1.2dB；衍射焦斑尺寸为4μm。该技术指标达到国内外同类透镜的先 进水平。该样品能满足集成光学光纤陀螺芯片等的需要。