CN201194029Y

CN201194029Y - 自聚焦透镜玻璃阵列的结构

Info

Publication number: CN201194029Y
Application number: CNU2008201113986U
Authority: CN
Inventors: 徐秋霜; 强西林; 陈松明; 倪振东
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-04-18
Filing date: 2008-04-18
Publication date: 2009-02-11
Anticipated expiration: 2018-04-18

Abstract

一种自聚焦透镜玻璃阵列之结构，其是使用于多个聚焦透镜，该些个聚焦透镜之重量配比包含：30－45％的SiO₂，0－6％的K₂O，5－12％的NA₂O，6－12％的ZnO，32－46％的Tl₂O，2－10％的B₂O₃，0－5％的Nb₂O₅，其性状是为四边形或多边形，于彼此之间设置一中间胶膜做为固定，并排列成阵列图案，实现了些该聚焦透镜之间无缝连接，并使填充系数大于0.9，使得光学性佳优越。

Description

自聚焦透镜玻璃阵列的结构

【技术领域】

本实用新型是一种自聚焦透镜玻璃，其尤指一种自聚焦透镜玻璃阵列的结构。

【背景技术】

目前，众所周知，传统光学元器件的尺寸大小一般都比较大，通常都在毫米量级以上，例如：采用玻璃冷加工技术制作的透镜、棱镜，由于工艺的限制，直径都在1毫米以上，制作直径更小的(如微米)透镜，这种工艺一般都是不可能的。为了制作微型透镜，就不能采用传统的机械加工方法，而必须采用新发展起来的光学微加工方法。1969年，日本的北野一郎等人，采用离子交换工艺制作出一种新型透镜---径向变折射率透镜(即自聚焦透镜)，自聚焦透镜的出现，是高科技高速发展的必然，是发展先进生产力的急需。由于自聚焦透镜具有短焦距、大数值孔径、小尺寸、高分辨率和使用方便等特点，光信息传输、光信息处理、光纤传感和光计算技术中有广泛应用。而且极大地促进了微工程，特别是为小光学的迅猛发展。微小光学(Micro-Optics)一词是在1983年由日本电气公司的内田祯二先生首先提出，他是随着为工程特别是光纤通信的迅猛发展对微小光学器件有巨大要求的背景下发展起来的。

随着科学技术的发展，特别是光信息技术的发展，要求充分发挥光信息的并行性这一重要特点，就需要采用密集、规则排列的、光学性能均匀的微透镜阵列，于是，光学元器件的微小化、阵列化、集成化就成为微小光学器件发展的重要方向和当今高科技的重要发展前沿。自聚焦平面微透镜阵列的研制成功，使变折射率透镜从分立原件发展到面阵列组件，促进了微光学器件、波导器件、集成光子学器件的阵列化、微型化和轻量化。由于自聚焦平面为透镜阵列本身具有小型、阵列、变折和掩埋(透镜未于基片内部)等特点，就体现了集成光学和微小光学等多学科交叉的特点。

微透镜阵列的研制和应用，最早可以追溯到上世纪初李普曼提出的猫眼透镜板集成照相术，这是采用机械雕刻技术制成的，尺寸在毫米量级，但是小尺寸人工雕刻是十分困难的。1980年，为了研制网格高速摄影机结构中柱状透镜阵列，有人曾想采用直径0.5mm的自聚焦透镜，通过机械排列方法而构成透镜阵列，该方法虽可做出微透镜阵列，但透镜阵列的排列精度不高，排列工艺也很困难，而且光学均匀性也难得到保证。

微透镜阵列的发展，主要是在20世纪80年代，在微电子技术基础上，光学微加工技术有了迅速发展，出现了一系列制作微透镜阵列的新工艺。按照成像原理不同，微透镜阵列可分为折射型和衍射型两大类。折射型微透镜阵列制作的主要工艺有：光刻离子交换工艺、光敏热处理工艺、光刻热成型工艺、离子束刻蚀等。衍射性微透镜阵列主要有菲涅尔透镜、全息透镜以及在此基础上发展起来的二元光学等。

又，光纤通信已成为当今信息社会不可缺少的神经系统，光无源器件是光纤通信设备的重要组成部分，也是光纤传感和其它领域不可缺少的光器件。在光纤通信向大容量、高速率发展的今天，光无源器件的重要性将更加突出由于自聚焦透镜有很好的聚光、准直、成像等特性，因此自聚焦透镜是改善光无源器件性能的一个重要部分自聚焦透镜的研制成功大大促进了对变折射率介质的研究，不仅促进了变折射率光学理论的迅猛发展，而且基于自聚焦透镜制作的多种微小光学器件在光纤通信、光纤传感和光信息等领域中对各学科的发展起了重要作用因此努力研制、开发、改进自聚焦透镜的性能，了解自聚焦透镜的应用前景十分重要所谓阵列透镜就是在平板玻璃上均匀排列相同参数的很多小光学透镜，使得投射到平板玻璃上的光束均匀。

再者，胶合技术虽然起源甚早，但胶合剂及胶合技术系统性的研究开发，却是近几十年的事。在先进国家中，应用于结构上的胶合技术开发，如汽车结构，建筑、桥梁等，也不过是近二、三十年的事。然而相较于传统的焊接技术，不论在成本、人力、产品设计、生产环境等方面，胶合技术都具有较佳的条件。胶合的步骤是包含润湿：当一液滴与固体表面接触后，接触面自动增大的过程，称作润湿，主要是由表面张力作用所引起的。液滴和固体表面的接触角越小，润湿的情况越佳。以及黏接：胶合剂对被胶合物的润湿只是胶合的前提，必须形成黏接力才能达到胶合的目的。黏接力是胶合剂与被黏物在界面上的作用力或结合力，其中包括机械结合力、分子力及化学键结力。

然而，目前使用自聚焦透镜阵列的填充系数大约在0.7左右，填充系数是自聚焦透镜阵列的有效通过面积与透镜阵列本身面积的比，填充系数愈趋近于1最好，有鉴于此，本创作是根据上述的事项利用胶合技术以解决已知自聚焦透镜阵列光学性的问题。

【实用新型内容】

本实用新型的主要目的是提供一种自聚焦透镜阵列的结构，其为使用于数个聚焦透镜，其形状是四边形或多边形，于彼此之间靠光学表面自身的物理性能进行连接(这种连接方式称为光胶)做为固定，并排列成阵列图案，实现了些该聚焦透镜之间无缝连接，并使填充系数大于0.9，使得光学性佳优越。

为实现本实用新型的目的，本实用新型采用如下技术方案：是使用光胶合技术，以使多个聚焦透镜彼此连接时产生无缝连接，使用四边形或多边形的聚胶玻璃透镜以排列成阵列。

相对于现有技术，本实用新型具有如下的优点：由于使用光胶合技术，并使用四边形或多边形的聚焦透镜以排列成自聚胶透镜阵列，使该些个聚焦透镜阵列的填充系数大于0.9，大大提高其光学性能。

【附图说明】

图1其为本实用新型的一较佳实施例的结构示意图。

图2其为本实用新型的另一较佳实施例的结构示意图。

10 聚焦透镜玻璃阵列

12 保护玻璃

20 聚焦透镜

22 光胶

30 聚焦透镜玻璃阵列

40 聚焦透镜

42 光胶

【具体实施方式】

由于传统技术的自聚焦透镜玻璃阵列是使用单个圆形聚焦透镜排列，并于每个透镜之间使用胶进行连接，从而实现自聚焦透镜玻璃阵列，其填充系数大约只在0.7左右，造成光学性能差，本实用新型是提高其填充系数以提升其光学性能。

首先，请参阅图1，其为本实用新型的一较佳实施例的结构示意图；如图所示，本实用新型的聚焦透镜玻璃阵列10包含聚焦透镜20成份其重量配比包含：30-45％的SiO₂，0-6％的K₂O，5-12％的NA₂O，6-12％的ZnO，32-46％的Tl₂O，2-10％的B₂O₃，0-5％的Nb₂O5，其结构是包含该些自聚焦透镜20之间是使用光胶22以作为固定，本实施例是使用四边形以作为一说明，由于使用四边形于排列时，采用光胶工艺形成自聚焦透镜阵列10，于该自聚焦阵列10的上方设置一保护玻璃12，以作为保护该自聚焦阵列10之用。本实用新型是使用光胶合技术以连接每个聚焦透镜20，并由于每个聚焦透镜20的邻边皆可互相接触，使得自聚焦透镜阵列10的填充系数是大于0.9，其光学性能非常优越。

请参阅图二，其为本实用新型的一较佳实施例的结构示意图；如图所示，本实施例的聚焦透镜阵列30与上一个实施例的聚焦透镜阵列10的不同是本实施例的聚焦透镜阵列30使用不同形状的聚焦透镜40，其结构是包含该些个聚焦透镜40之间是使用光胶42以作为固定，本实施例的聚焦透镜40是使用六边形以作为排列时，所有邻边皆可接触，以实施无缝连接的本实用新型的精神。

综上所述，本实用新型的精神在于使用每个聚焦透镜每邻边皆可彼此接触，可四边形或多边形皆可，藉此提高其填充系数以趋近于1，使得光的有效通过面积可以提高，增加自聚焦透镜阵列的光学性。

Claims

1.一种自聚焦透镜阵列的结构，是包含多个聚焦透镜，该些个聚焦透镜的重量配比包含：30-45％的SiO₂，0-6％的K₂O，5-12％的NA₂O，6-12％的ZnO，32-46％的Tl₂O，2-10％的B₂O₃，0-5％的Nb₂O5，其特征在于：该些个聚焦透镜之间是采用光胶合技术以作为固定，并排列成阵列，该些个透镜是为四边形或多边形。

2.根据权利要求1所述的自聚焦透镜阵列的结构，特征在于：该透镜阵列的外面设置四块保护玻璃。

3.根据权利要求1所述的自聚焦透镜阵列的结构，特征在于：该自聚焦透镜的填充系数大于0.9。

4.根据权利要求1所述的自聚焦透镜阵列的结构，特征在于：采用光胶合技术实现单个透镜之间的连接。