[发明专利]双直区弯曲形光学纤维锥及其应用

说明书

本发明的主要目的在于提供一种双直区弯曲形光学纤维锥及其应用。所述光学纤维锥包括大端和小端，组成所述大端的各根光纤平行设置形成大端直区；组成所述小端的各根光纤平行设置形成小端直区；所述大端直区的中心轴与所述小端直区的中心轴不在一条直线上。所要解决的技术问题是通过双直区弯曲形+端面立体结构的设计，使光锥入射到CCD的光线自动聚集，避免发散，减少光纤之间光线的串扰，抑制分辨率的下降，提高了光锥与CCD耦合的效率、光透过率和分辨率，提升了耦合的成像质量，同时又减少了对耦合器件的辐射伤害，提高了器件的耐辐照性能，促进了数字化微光成像、粒子探测技术的进步，从而更加适于实用。

技术领域

本发明属于光学器件技术领域，特别是涉及一种具有特殊结构的双直区弯曲形光学纤维锥及其应用。

背景技术

光学纤维锥(以下简称为光锥)是由大量光纤经过规则排列、加热、加压融合和拉伸工艺制成的光学器件；因为光锥具有将图像放大和缩小特定倍数的作用，并且可以获得很小的物象距，所以其成为图像增强器件的核心元件之一，广泛应用在小型化图像设备和图像数字化设备中。

光锥除了上述放大、缩小成像外，另一关键的作用就是与CCD的耦合使用，将图像经耦合转变成数字化信号，实现对图像的处理和远距离的传输。然而，现有技术中光锥与CCD耦合时，一方面其耦合的效率低，耦合分辨能力差，成像清晰度差；另一方面也难以实现光学传像元件的不同轴耦合。同时，现有技术中通过在玻璃材料中引入耐辐照的氧化铈材料以吸收辐照变价的机制来达到耐辐照的作用。但是，这种方式也会带来负面的影响，一是氧化铈的使用会降低玻璃本身的光透过率。二是其耐辐照效果仍不够理想，仍会有大量的高能射线穿透元器件达到后端的半导体器件，造成辐照损伤。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种双直区弯曲形光学纤维锥及其应用，所要解决的技术问题是实现光学传像元件的不同轴耦合，减少高能射线对耦合器件的辐射伤害，同时提升了耦合的成像质量，促进了数字化微光成像、粒子探测技术的进步，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种双直区弯曲形光学纤维锥，包括大端和小端，组成所述大端的各根光纤平行设置形成大端直区；组成所述小端的各根光纤平行设置形成小端直区；所述大端直区的中心轴与所述小端直区的中心轴不在一条直线上。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的光学纤维锥，其中所述大端直区的中心轴与所述小端直区的中心轴平行或者相交形成夹角α，其中0°α180°。

优选的，前述的光学纤维锥，其中所述大端直区和所述小端直区沿光纤轴向的长度尺寸均大于2.0mm；或者，组成所述大端的光纤的芯径d≥2μm。

优选的，前述的光学纤维锥，其中所述大端和所述小端的截面为圆形，其中所述大端的直径D为Ф10mm～Ф200mm；或者，所述大端和所述小端的截面为方形，其中所述大端的边长L为7mm～150mm。

优选的，前述的光学纤维锥，其中所述光学纤维锥沿光纤轴向的长度L≥0.8D，其中D为所述大端的直径或所述大端的等效直径。

优选的，前述的光学纤维锥，其中所述光纤由芯层和皮层组成；在所述光纤的端部，所述皮层超出所述芯层使芯层的端面呈凹球面结构；或者，所述芯层超出所述皮层使芯层的端面呈凸球面结构；其中，所述凹球面结构或者所述凸球面结构的曲率半径R≥0.5d，所述凹球面结构或者所述凸球面结构的拱高h≤0.5d，其中d为大端直区或小端直区的光纤的芯径。

优选的，前述的光学纤维锥，其中所述芯层的端面包括输入端面和输出端面；所述输出端面为球冠结构；和/或，所述输入端面为球冠结构。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种根据前述的光学纤维锥的应用。