[发明专利]经激光处理的GRIN透镜和使用它的光学接口设备与组件

权利要求书

1.一种梯度折射率（GRIN）透镜组件，包括：

圆柱形部分，具有多项式或抛物线GRIN折射率分布n_A(r)、平的前和后表面、外表面、以及直径D₁，且其中200微米≤D₁≤420微米；围绕着中央部分外表面的具有外径D₂的环状包层，且所述包层具有前和后环状表面以及恒定或变化的折射率；和

在所述平的后表面处光学耦合至所述中央部分的光纤。

2.如权利要求1所述的GRIN透镜组件，其特征在于，还包括具有曲率的前和后环状表面的至少一个。

3.如权利要求1所述的GRIN透镜组件，其特征在于，还包括具有径向宽度δr的环状包层，δr是在5微米≤δr≤50微米范围内。

4.如权利要求1所述的GRIN透镜组件，其特征在于，其中D₁/D₂的比值在0.7和0.95之间。

5.如权利要求1所述的GRIN透镜组件，其特征在于，中央部分折射率分布n_A(r)由n_A(r)=n₀(1-2Δ(r/r₁)^α)^1/2给出，其中Δ=(n₀²-n_C²)/2/n₀²，其中α在1.8到2.1之间，且n₀和n_C是常数。

6.如权利要求1所述的GRIN透镜组件，其特征在于，所述中央部分包括氧化镓且所述环状包层区域包括氧化镓、氟、和氯。

7.如权利要求1所述的GRIN透镜组件，其特征在于，还包括由来自包括如下项的组的至少一个材料制成的环状包层：二氧化硅、掺杂的二氧化硅、掺杂氟的二氧化硅、和聚合物。

8.一种光学接口设备，包括：

至少一个如权利要求1所述的GRIN透镜组件；和支承部件，所述支承部件具有前和后端且被配置为可操作地支承所述至少一个GRIN透镜组件。

9.如权利要求1所述的GRIN透镜组件，其特征在于，还包括：

具有多边形截面形状的至少一个GRIN透镜组件的至少一个GRIN透镜；和具有至少一个圆形圆柱形腔室且支承所述至少一个GRIN透镜来在所述GRIN透镜和所述圆柱形腔室之间定义间隙的支承部件。

10.如权利要求8所述的GRIN透镜组件，其特征在于，还包括部署于所述至少一个圆柱形腔室的所述间隙内的粘合剂以固定所述至少一个GRIN透镜在其中。

11.一种用于透射具有一波长的光的光学接口设备，包括：

至少一个梯度折射率（GRIN）透镜元件，其中每一个GRIN透镜元件包括：a)圆柱形中央部分，具有多项式或抛物线GRIN折射率分布、平的前和后表面、外表面、和范围在200微米≤D₁≤420微米内的直径D₁；和b)环状包层，围绕着中央部分外表面且具有前和后环状表面和恒定或变化的折射率；以及

支承部件，被配置为可操作地支承位于前腔室内的所述至少一个GRIN透镜元件，所述支承元件可操作地支承包括所述至少一个GRIN透镜元件的至少一个光学路径。

12.如权利要求11所述的光学接口设备，其特征在于，还包括具有曲率的至少一个GRIN透镜元件的前和后环状表面的至少一个。

13.一种光学接口组件，包括：

各自如权利要求11所述的第一和第二光学接口设备，所述第一和第二光学接口设备被相接，从而它们各自的GRIN透镜的平的前表面是面对着且间隔有距离d，距离d在0微米≤d≤200微米范围内。

14.如权利要求11所述的光学接口设备，其特征在于，所述支承部件包括：对于所述波长的光基本上透明且具有带倾斜小面的后端的本体；以及具有至少一个透镜元件的底部表面，其中所述至少一个GRIN透镜元件、所述支承部件本体、和所述至少一个透镜元件定义了光学通信路径。