多数值孔径排列的光纤透镜制造技术

本实用新型专利技术为一种多数值孔径排列的光纤透镜，尤指一种跳脱已知光纤仅为单一纤核与纤衣组合的设计窠臼，而使光纤的核心以二种以上不同数值孔径的纤核排列而成。由此，光纤透镜的各纤核排列出数种不同的数值孔径，当光线进入光纤透镜后，经不同数值孔径的反射，即会呈现出不同角度的光线射出，由此可适应不同的照明需求，而排列出不同的照射范围的光纤透镜，达到只需一段光纤透镜即可全方位出光照射的目的，扩大了光纤透镜在照明技术领域的运用，极具实用性。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术为一种多数值孔径排列的光纤透镜，主要涉及光纤透镜的基本结构改良。
技术介绍
目前光纤50的基本结构，如图15、图16所示，主要包括有一位于核心的纤核51(Core)，该纤核51通常为玻璃或塑料材质。而纤核51外则包覆有一纤衣52(Clad)，该纤衣52也为玻璃或塑料材质，但纤衣52的折射率不同于纤核51，使光线得以沿着纤核51内部全反射而形成传递；由此，光源所发出的光线r，得以照射进入光纤50的纤核51内(如图16所示)，而由于纤核51外层包覆一折射率不同的纤衣52，因此射入的光线r便会在纤核51内形成如图16所示的方式传递，来达到光纤50传输光的目的。而近来通讯科技日益发展，光纤运用在数据传输上，由于光纤内部的介质会因吸收、散射或其它非线性光学效应，而减低了光讯号的强度。近来，科学家们发展出了一种「空心光纤(Hollow-Core Fibers)」，其是光纤的中心部份形成中空，光纤的周围则是由高反射率玻璃层及低反射率聚合物高分子层交替组合而成的。以这样的空心光纤让波长为10.6μm的CO2雷射来测试，结果衰减率为1.0dBm-1，能量损失比传统光纤少好几个数量级。另外，在透镜(Lenses)的领域中，则有一间位于英国的L2OPTICS公司，专门制造LED用的透镜，其提出一种系列透镜(Series lenses)，主要是在透镜表面，形成不同的切齿或高低起伏的表面变化，而由此改变光线射出的角度，而达到变化LED照明范围及亮度的效果。上述已知技术的缺陷在于1.前述一般的已知光纤，其纤核仅为单一的数值孔径(NumericalAperture，NA)，故而在照明的运用上，仅能照射出单一的范围(受光角)，照明的可变化性及实用性不足。2.前述的空心光纤(Hollow-Core Fibers)，虽然解决了光能量传输的损失衰减的问题，但就光纤在照明运用上变化不足的问题，无法由此一空心光纤的专利技术而获得解决。3.前述英国L2OPTICS公司的透镜技术，采用单一种折射透镜，虽可有效的改变透镜出光角度的变化，但其所作的变化仍有其界线，且此种透镜的加工制造困难，甚至照明变化愈多的透镜，其表面的加工愈复杂，制造困难度及成本即愈高，故普及度仍不高。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种多数值孔径排列的光纤透镜，以解决已知技术中存在的问题。本技术的目的是这样实现的，一种多数值孔径排列的光纤透镜，主要是使光纤透镜的核心由二种以上不同数值孔径(Numerical Aperture，NA)的透明纤核(Core)排列而成，并使各透明纤核的外周，各包覆有一纤衣(Clad)，由此排列而熔合组合而成一光纤透镜。有利的是，其中各纤核由内而外呈包覆圈设的排列。其中，各纤核呈横向的排列。其中，各纤核呈纵向的排列。其中，各纤核为不同颜色的透光玻璃。其中，各纤核为不同颜色的透光塑料。其中，各纤核的断面为圆形。其中，各纤核的断面系为椭圆形。其中，各纤核的断面为六角形。其中，该光纤透镜的中心设有一数值孔径为0.55的第一纤核，该第一纤核外围包覆有一折射率不同于第一纤核的第一纤衣，又该光纤透镜位于第一纤衣的外围，则以多数个第二纤核形成紧密的排列包覆，各第二纤核的数值孔径为0.44，各第二纤核的外围，再包覆有一折射率不同于第二纤核的第二纤衣。其中，该光纤透镜的核心由多数内层纤核排列而成，各内层纤核外各包覆一内层纤衣，各内层纤核的数值孔径为0.65；各内层纤核所构成的核心外，再圈设有一中层纤核，中层纤核的数值孔径为0.85，并于该中层纤核外围包覆一中层纤衣；中层纤衣的外围，则以多数个外层纤核形成紧密的排列包覆，各外层纤核的数值孔径为0.44，各外层纤核的外围，再包覆有一折射率不同于外层纤核的外层纤衣。其中光纤透镜可切割成薄片状的透镜。其中，该透镜朝光源侧呈一弧度曲折。其中，该透镜朝异于光源的另侧呈一弧度曲折。本技术运用排列光学的概念，将光纤透镜以数种不同数值孔径的纤核进行排列，使光线进入不同数值孔径的纤核后，得以折射呈现出不同的照射范围，达到只须一条光纤透镜即可全方位照射的目的，扩大了光纤透镜在照明
的运用，具有极佳实用性的功效，且制造容易。附图说明图1为本技术第一种较佳实施例的断面示意图。图2为本技术第一种较佳实施例实施为平面透镜时的示意图。图3为本技术第一种较佳实施例实施为凹透镜时的示意图。图4为本技术第一种较佳实施例实施为凸透镜时的示意图。图5为本技术第二种较佳实施例的断面示意图。图6为本技术第二种较佳实施例实施为平面透镜时的示意图。图7为本技术第二种较佳实施例实施为凹透镜时的示意图。图8为本技术第二种较佳实施例实施为凸透镜时的示意图。图9为现有钻牙机的使用状态示意图。图10为本技术实施于钻牙机的使用状态示意图。图11为现有发光二极管的外观示意图。图12为本技术实施于发光二极管后的状态示意图。图13为本技术的制造步骤示意图。图14为本技术的制造步骤流程图。图15为已知光纤透镜的结构立体示意图。图16为已知光纤透镜的光线传输示意图。附图标号1光纤透镜10第一纤核11第一纤衣 12第二纤核13第二纤衣2光纤透镜20内层纤核21内层纤衣 22中层纤核23中层纤衣 24外层纤核25外层纤衣 30钻牙机40本体 41玻璃外罩50光纤 51纤核52纤衣 53镀膜S光源. R光线L1照明范围 L2照明范围G聚焦绿光 具体实施方式本技术为一种多数值孔径排列的光纤透镜，而所谓数值孔径排列光学，主要是于光纤透镜的核心部分，由二种以上不同数值孔径(NumericalAperure，NA)的透明纤核(Core)排列熔合而组成，并使各透明纤核的外周，包覆有纤衣(Cladding)层。由此设计，依数值孔径的计算公式NA＝N0sinθ＝(N22-N12)1/2可推知，不同的数值孔径的纤核，则其所产生的照明角度(受光角)也有所不同，而本技术将光纤的核心以二种以上不同的数值孔径(Numerical Aperture，NA)的纤核(Core)排列熔合而成，即可创作出多种不同照射角度排列的结果。以图1的实施例作说明，其中该实施例的光纤透镜1，主要是于光纤透镜1的中心设有一数值孔径(NA)为0.55的第一纤核10，该第一纤核10外围包覆有一折射率不同于第一纤核10的第一纤衣11，又该光纤透镜1位于第一纤衣11的外围，则以多数个六角形的第二纤核12形成紧密的排列包覆(如图1所示)，各第二纤核12的数值孔径(NA)为0.44，并使各第二纤核12的外围，再各包覆有一折射率不同于第二纤核12的第二纤衣13，并以高压真空熔合而组成，以此而构成如图1所示较佳实施例的本技术光纤透镜。而当前述本技术光纤透镜1于使用时，可切成薄片状的光纤透镜1(如图2、图3及图4所示)。其中图2，当光源S朝光纤透镜1发射出光线R后(如图2的箭头所示)，由于第一纤核10与第二纤核12的数值孔径(NA)不同，故而光线进入后所产生照明范围也不同；如图2所示，其中由于第一纤核10的数值孔径(NA)为0.55，故位于光纤透镜1中心的第一纤核10所产生的照明范围L2较宽，而位于外围的第二纤核12所产生的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多数值孔径排列的光纤透镜，其特征在于：光纤透镜的核心由二种以上不同数值孔径的透明纤核排列而成，各透明纤核的外周包覆有一纤衣，由此而排列熔合组合成一光纤透镜。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕俊毅，
申请(专利权)人：巨晰光纤股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：71[中国|台湾]