Led-光纖耦合透鏡的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高耦合效率的LED-光纖耦合透鏡，其包括透鏡主體，此透鏡主體為橢球體，以橢球體沿其中心軸線的兩端為左右兩端，橢球體的左右兩端分別開有球半徑不相同的第一球形凹腔和第二球形凹腔，第一球形凹腔的腔底和第二球形凹腔的腔底分別形成球形入射面和球形出射面，位于第一球形凹腔和第二球形凹腔之間的則為橢球反射面；且第一球形凹腔和第二球形凹腔的球心分別與橢球體的左、右焦點重合，LED安裝在橢球體的左焦點上，光纖放置在橢球體的右焦點上。本實用新型的LED-光纖耦合透鏡，能極大地提升光源的中心光強，聚光能力強，光耦合效率高達86.366%，是一種極具應用潛力的LED-照明光纖耦合裝置。
【專利說明】LED-光纖耦合透鏡
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及光纖照明耦合透鏡，尤其涉及一種使LED與光纖具有高耦合效率的透鏡。
【背景技術】
[0002]光纖照明系統(tǒng)因其設計自由度高、使用安全可靠、壽命長和維護簡單等優(yōu)點，成為照明技術的新寵。20世紀80年代低成本高性能聚合物光纖的成功開發(fā)，使得光纖照明逐漸普及，且由于其光電分離特性，廣泛應用于室內裝飾、水景、建筑和易燃易爆等特殊照明場所。雖然大功率LED已經能夠滿足光纖照明對光源的需求，但是由于LED光源發(fā)散角大和光提取效率低的問題，目前LED光纖照明系統(tǒng)的耦合效率依然不高，通常只能達到20%左右。通過提升耦合效率，能夠大幅提升現(xiàn)有LED光纖照明系統(tǒng)的性能，而改進LED光源與照明光纖耦合方式是提升耦合效率的最有效途徑。傳統(tǒng)透鏡組的設計方法，結構較為復雜，端面反射損耗較大，不能夠很好地滿足LED光纖耦合器的要求，而在實際應用中，由于實際出射光功率提升不明顯，所以改善光源與透鏡的耦合方式是解決耦合效率的一個關鍵因素。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的是提供一種可提升LED與光纖耦合效率的LED-光纖耦合透鏡。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0005]一種高耦合效率的LED-光纖耦合透鏡，包括透鏡主體，此透鏡主體為橢球體，以橢球體沿其中心軸線的兩端為左右兩端，橢球體的左右兩端分別開有球半徑不相同的第一球形凹腔和第二球形凹腔，第一球形凹腔的腔底和第二球形凹腔的腔底分別形成球形入射面和球形出射面，位于第一球形凹腔和第二球形凹腔之間的則為橢球反射面；且第一球形凹腔和第二球形凹腔的球心分別與橢球體的左、右焦點重合，LED安裝在橢球體的左焦點上，光纖放置在橢球體的右焦點上。
[0006]所述透鏡主體為透光率大于93%的PMMA透鏡主體。
[0007]采用上述方案后，本實用新型的LED-光纖耦合透鏡，球形入射面、球形出射面和橢球反射面組合起來形成一個全內反射透鏡，工作時，從LED發(fā)出的光線經過左端的球形入射面折射時光線方向保持不變，經橢球反射面反射到右端的球形出射面上，在右端的球形出射面折射時出射光線方向不變，到達橢球體的右焦點并耦合進光纖進行傳輸。本實用新型的LED-光纖耦合透鏡，能極大地提升光源的中心光強，聚光能力強，光耦合效率高達86.366%，是一種極具應用潛力的LED-照明光纖耦合裝置。而且本實用新型的透鏡，能在保持低耦合損耗的同時，將比較復雜的透鏡組簡化為單透鏡，減小端面反射損耗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本實用新型LED-光纖耦合透鏡縱切面剖面圖。
[0009]圖2為本實用新型LED-光纖耦合透鏡俯視結構圖。[0010]附圖標識說明
[0011]1-橢球體
[0012]11-第一球形凹腔12-第二球形凹腔
[0013]13-球形入射面14-球形出射面
[0014]15-橢球反射面
【具體實施方式】
[0015]本實用新型一種高耦合效率的LED-光纖耦合透鏡，如圖1、圖2所示，包括透鏡主體，此透鏡主體為橢球體1，以橢球體I沿其中心軸線的兩端為左右兩端，橢球體I的左右兩端分別開有球半徑不相同的第一球形凹腔11和第二球形凹腔12，第一球形凹腔11的腔底和第二球形凹腔12的腔底分別形成球形入射面13和球形出射面14，橢球體I位于第一球形凹腔11和第二球形凹腔12之間的表面則為橢球反射面15 ;且第一球形凹腔11和第二球形凹腔12的球心分別與橢球體I的左、右焦點重合，LED安裝在橢球體I的左焦點上，具有一定直徑和數(shù)值孔徑角I。的光纖放置在橢球體I的右焦點上。
[0016]本實施例中，橢球體I采用透光率大于93%的PMMA通過模具加工成型。
[0017]本實用新型的LED-光纖耦合透鏡，球形入射面13、球形出射面14和橢球反射面15組合起來形成一個全內反射透鏡，工作時，從LED發(fā)出的光線經過左端的球形入射面13折射時光線方向保持不變，經橢球反射面15反射到右端的球形出射面14上，在右端的球形出射面14折射時出射光線方向不變，到達橢球體I的右焦點并耦合進光纖進行傳輸。本實用新型的LED-光纖耦合透鏡，能極大地提升光源的中心光強，聚光能力強，光耦合效率高達86.366%，是一種極具應用潛力的LED-照明光纖耦合裝置。而且本實用新型的透鏡，能在保持低耦合損耗的同時，將比較復雜的透鏡組簡化為單透鏡，減小端面反射損耗。
[0018]以上已將本實用新型作一詳細說明，以上所述，僅為本實用新型之較佳實施例而已，當不能限定本實用新型實施范圍，即凡依本申請范圍所作均等變化與修飾，皆應仍屬本實用新型涵蓋范圍內。
【權利要求】
1.一種高耦合效率的LED-光纖耦合透鏡，其特征在于:包括透鏡主體，此透鏡主體為橢球體，以橢球體沿其中心軸線的兩端為左右兩端，橢球體的左右兩端分別開有球半徑不相同的第一球形凹腔和第二球形凹腔，第一球形凹腔的腔底和第二球形凹腔的腔底分別形成球形入射面和球形出射面，位于第一球形凹腔和第二球形凹腔之間的則為橢球反射面；且第一球形凹腔和第二球形凹腔的球心分別與橢球體的左、右焦點重合，LED安裝在橢球體的左焦點上，光纖放置在橢球體的右焦點上。
2.根據權利要求1所述的一種高耦合效率的LED-光纖耦合透鏡，其特征在于:所述透鏡主體為透光率大于93%的PMMA透鏡主體。
【文檔編號】G02B6/32GK203519888SQ201320626697
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年10月11日 優(yōu)先權日:2013年10月11日
【發(fā)明者】郭震寧, 甘汝婷, 曾茂進 申請人:華僑大學