Thorlabs索雷博 C915TMD 模压玻璃非球面透镜

Thorlabs索雷博   C915TMD   模压玻璃非球面透镜

特性

• 模压玻璃非球面透镜，用于有限放大倍率
• 聚焦光时不会引入球差
• 提供未安装版本或预安装在无磁303不锈钢透镜槽(刻有型号)中的版本

非球面透镜在聚焦光时不会在透射波前中引入球差。对于单色光源，球差往往会限制单个球面透镜在聚焦光时达到衍射极限性能。因此，非球面透镜常是许多应用的最佳单透镜解决方案，包括将耦合到光纤中、空间滤波或将光束成像至探测器。

此页面包含我们未镀膜且有限共轭的模压玻璃非球面透镜。请注意，Thorlabs还提供一系列无限共轭的模压玻璃非球面透镜，并可选未镀膜或两面镀增透膜的版本(请查看表1.1)。

一些模压玻璃透镜提供预安装在无磁303不锈钢透镜槽中的版本，外壳上刻有方便识别的产品型号。这种已安装版本带有M6 x 0.5公制螺纹，方便集成到光学装置或者OEM应用中。通过我们的非球面透镜转接件，已安装非球面透镜能够直接兼容我们的SM1系列透镜套管。与显微物镜转接件延伸套管组合使用时，能够直接替换多元件显微镜物镜。

我们使用多种光学玻璃生产模压玻璃非球面透镜，从而达到需要的性能。模压工艺会使这些玻璃的属性(比如阿贝数)稍微偏离玻璃生产商给出的数据。点击表G1.1和G2.1中的信息图标()，可查看每种透镜具体的材料属性。

选择透镜

非球面透镜通常用于将入射光耦合到单模光纤中。下方示例说明了选择正确透镜时需要考虑的主要规格。

示例1: 从激光二极管耦合至SM光纤
光纤: 780HP, 850 nm的MFD = 5.0 µm
激光二极管: L850P010

在发射端，L850P010激光二极管发出850 nm激光，其短轴半角FWHM为5°，长轴半角FWHM为15°。此FWHM乘以系数1.7可转换成高斯1/e²宽度，以用于量化数值孔径(NA)，

其中，θ 是相关的高斯半角(以度为单位)，n 是周围介质的折射率。在空气中使用时(n = 1)，短轴和长轴的NA值分别为0.15和0.43。为了收集尽可能多的光线，在选择透镜时，应考虑长轴的数值孔径至少为0.43。为避免边缘效应并收集尽可能多的光线，NA值略高于计算值可提供更好的耦合效率。

收集端，780HP单模(SM)光纤在波长850 nm时的模场直径(MFD)为5.0 µm。远场测量时，单模光纤的接收(或发散)角(θ_SM)以弧度为单位，如式2所示：

对于780HP光纤，这将产生6.2°接收角和0.11 NA，因此在收集端需要一个NA大于0.11的透镜。请注意，SM光纤规格表中给出的NA值不能用作SM光纤的接收角，因为它没有考虑与波长相关的高斯光束传播因素；详情请查看这里。

Thorlabs提供多种已安装和未安装的非球面透镜，以满足这些NA需求。型号355915就是个合适的选择，其发射端NA值为0.50，收集端NA值为0.12。

示例2: 从高NA SM光纤耦合至更标准的SM光纤
高NA光纤: UHNA3, 1550 nm的MFD = 4.1 µm
标准SM光纤: SMF-28e+, 1550 nm的MFD = 10.4 µm

要将光有效耦合到单模(SM)光纤的纤芯中，入射光束的束腰应位于光纤的端面，束腰直径应等于光纤的模场直径(MFD)；详情请点击这里。这意味着，从一根光纤有效耦合到另一根光纤所需的透镜放大率为

其中，束腰(w)与每根光纤的模场直径相对应。在此示例中，所需的放大倍率为2.53。在现有的选项中，型号355201的放大倍率为2.8，非常适合此类耦合。

非球面透镜设计公式

这些透镜的非球面可以用Y的多项式展开来描述，Y为距离光轴的径向距离。曲面形状或sagitta(通常缩写为sag)用z表示，并由以下表达式给出：

其中，R是曲率半径，k是圆锥常数，A_n是n阶非球面系数。R的符号由透镜表面曲率中心位于透镜顶点的左右所决定；正R表示曲率中心位于透镜顶点右侧，负R表示曲率中心位于透镜顶点的左侧。例如，双凸透镜左表面的曲率半径被指定为正数，而其右表面的曲率半径被指定为负数。

非球面透镜系数

由于透镜表面的旋转对称性，上面的多项式的展开中只包含Y的偶数次方。

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图3.1 参考图

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