[发明专利]光耦合实心光锥

说明书

技术领域

本发明涉及一种光耦合实心光锥，适用于无线光通信中的光束接收、自由空间光的聚集、光源与光纤之间的耦合等场合。

背景技术

由于现代通信中高速数据传输的要求，光纤逐渐应用到无线光通信的光接收系统中。接收光与光纤的耦合效率高低，直接影响到数据通信的可靠性，是无线光通信光接收系统的关键。因此，进入光纤中的光能量越多越好。

为了尽可能多的将从发射端发出的光耦合进入接收光纤中，常常采用光学接收系统将光线聚焦，但光学系统造价高，且维护比较困难；采用导光束进行会聚，转换效率低，且导光束数量多，与后续设备的接续比较困难。此外，外部环境常常导致传输光束的抖动，进而导致光接收端像点的漂移，采用大孔径光纤能解决微小范围内的像点偏移，但是在振动剧烈的情况下，像点会偏出光纤的直径范围，无法正常进行数据传输。为了解决这一矛盾，需要一种更加可靠的光学元件来改进接收效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用石英材料制成的光能损失小且使用方便的光耦合实心光锥。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种光耦合实心光锥，由石英材料制成，有两个直径大小不等的端面，其特征在于光锥的锥体母线由三段组成，依次分别是直线-任意平滑曲线-直线。中间段的母线可以是抛物线或双曲线等，根据设计要求而定。其余两段的母线平行于中心线，形状是圆柱体，便于固定，也便于与后续的光探测元件连接。

实心光锥的外表面镀高反射率金属薄膜。金属反射薄膜的作用是减少透射到外表面的光能量，保证光线在光锥内部反射且光能损失小。

实心光锥的大端直径范围为D＝Φ10～40mm，主要由接收光像点偏移情况决定；锥尖端直径范围为d＝Φ0.1～1mm，能够与后续的光纤跳线直径相匹配，进行光信号的长距离传输；锥体长度范围为L＝30～200mm，主要根据锥体端面直径大小和光接收装置体积大小而定。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：

1、采用石英材料制作实心光锥，具有很好的传光性能；2、实心光锥外表面镀高反射率金属薄膜，能减少透射到外表面的光能量，保证光线在光锥内部反射且光能损失小；3、光锥的锥体形状、大小端面直径和锥体长度使光锥更加容易装配，可扩展性强。因此，本发明结构简单、合理、制造容易、成本低，适用于无线光通信中的光束接收、自由空间光的聚集、光源与光纤之间的耦合等场合。

附图说明

图1是本发明一个实施例的结构示意图。

图2是图1所示实施例的应用结构示意图。

具体实施方式

本发明所涉及的一个优选实施例结合附图说明如下：

参见图1，本光耦合实心光锥(1)有两个直径大小不等的端面(1-1，1-2)，其断面直径范围和锥体长度范围在d＝Φ0.1～1mm，D＝Φ10～40mm，L＝30～200mm之间进行选择；本例分别为d＝Φ0.5mm，D＝Φ10mm，L＝45mm。光锥(1)的材料为石英材料，外表面镀铝薄膜(2)。铝薄膜(2)和实心光锥(1)外表面形成镜面反射，使光线在光锥(1)内部反射，减少光能损失。本例锥体母线分为三段，中间是平滑曲线，其余两段为平行于中心线的直线。

参加图2，本光耦合实心光锥(1)安装在接收光纤(4)的前端，大端位于光接收天线(5)的焦平面附近，使光线进入实心光锥(1)内部传播；锥尖端直径与光纤(4)直径相匹配，两者通过光纤连接器(3)进行固定，使光能尽可能多的进入光纤(4)，减小连接损耗，且能够抗振动，能在像点偏移范围为±0.5mm的情况下实现通信的正常传输。