[发明专利]用于将光耦合到光波导中的光学组件

权利要求书

1.一种光学组件，其包括具有用于发射光的孔的光源、具有用于接收光的孔的光波导、以及用于将从光源孔发射的光耦合到光波导孔中的透镜，

其中所述透镜具有表面，所述表面具有由旋转对称垂度分量和旋转非对称垂度分量叠加组成的垂度，

其中由于从所述光波导反射的光在所述光源处形成环形斑点，所述旋转非对称垂度分量用于减少从所述光波导反射的光回到所述光源孔中的耦合，由此被反射的光的至少一部分围绕所述光源孔，以及

其中所述旋转对称垂度分量是没有锥面垂度分量的球面垂度分量或非球面垂度分量之一。

2.如权利要求1所述的光学组件，其中从所述光源发射的光被聚焦成实质上被布置在所述光波导的所述孔内的斑点。

3.如权利要求1所述的光学组件，其中所述旋转非对称垂度分量是由方程表示的螺旋面分量S_B，其中φ是极坐标系的方位角，而b是螺旋步长。

4.如权利要求1所述的光学组件，其中所述旋转非对称垂度分量是由方程表示的分段螺旋面分量S_B2，其中φ是极坐标系的方位角，b是螺旋步长，M是段的数量，且F是将值返回到小数点的右边的分数函数。

5.如权利要求1所述的光学组件，其中所述旋转对称垂度分量是均匀的非球面垂度分量。

6.如权利要求1所述的光学组件，其中透镜表面的垂度中的所述旋转非对称垂度分量导致在所述光纤的孔处的不大于10π的光学相位变化。

7.如权利要求2所述的光学组件，其中所述光波导相对于所述透镜布置，使得在操作中，由所述光源发射的光的非零光功率出现在所述光波导孔的中心处。

8.如权利要求2所述的光学组件，其中所述旋转非对称垂度分量具有一幅值，使得在操作中，射到所述光波导上的光的超过90％的光功率被耦合到所述光波导中，而从所述光波导反射到所述光源上的光的少于10％的光功率被耦合回所述光源的孔中。

9.如权利要求8所述的光学组件，其中所述光源和所述光波导的孔分别是具有4+/-1微米和25+/-1微米的半径的圆。

10.如权利要求1所述的光学组件，其中所述光源氏VCSEL。

11.如权利要求2所述的光学组件，其中所述光波导是光纤。

12.如权利要求11所述的光学组件，其中所述光波导是多模光纤。

13.如权利要求12所述的光学组件，还包括用于支持所述光纤和所述VCSEL的壳体。

14.如权利要求13所述的光学组件，其中所述壳体与所述透镜单片地集成。

15.一种用于将来自光源的光耦合到光波导中的方法，其包括：

(a)提供用于将从所述光源的孔发射的光耦合到所述光波导的孔中的透镜，

其中所述透镜具有表面，所述表面具有由旋转对称垂度分量和旋转非对称垂度分量叠加组成的垂度，

其中所述旋转非对称垂度分量用于减少从所述光波导反射的光回到所述光源孔中的耦合，以及

其中所述旋转对称垂度分量是没有锥面垂度分量的球面垂度分量或非球面垂度分量之一；以及

(b)通过所述透镜将来自所述光源孔的光发射到所述光波导孔。

16.如权利要求15所述的方法，其中所述旋转非对称垂度分量是螺旋面垂度分量。

17.如权利要求15所述的方法，其中所述旋转非对称垂度分量是均匀的非球面垂度分量。

18.如权利要求15所述的方法，其中所述光源是VCSEL。

19.如权利要求15所述的方法，其中在步骤(b)中，由所述光源发射的光的非零光功率出现在所述光波导孔的中心处。

20.如权利要求15所述的方法，其中在步骤(b)中，射到所述光波导上的光的超过90％的光功率被耦合到所述光波导中，而从所述光波导反射到所述光源上的光的少于10％的光功率被耦合回所述光源的孔中。