Soczewka światłowodowa
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c1/Rozklad_wspolczynnika_zalamania_w_soczewkach_gradientowych.svg/300px-Rozklad_wspolczynnika_zalamania_w_soczewkach_gradientowych.svg.png)
Soczewki światłowodowe (soczewki GRIN lub SELFOC) wykonuje się ze szkła o zmiennej wartości współczynnika załamania światła w funkcji odległości od osi soczewki Są to w rzeczywistości krótkie odcinki światłowodów gradientowych. Nazwa GRIN pochodzi od angielskich słów GRadient INdex, a SELFOC od SELf FOCusing. Gradientowy profil współczynnika załamania powoduje krzywoliniowy bieg promieni, taki jak w światłowodzie gradientowym. Profil współczynnika załamania światła przypomina krzywą dzwonową, której maksimum znajduje się w osi soczewki, a jej ramiona opadają w dół (wykres funkcji obok).
Wykres funkcji można w pierwszym przybliżeniu opisać równaniem:
gdzie:
- – stała rozkładu współczynnika załamania,
- – odległość punktu od osi soczewki,
- – współczynnik załamania na osi soczewki.
Pełne równanie na profil rozkładu współczynnika załamania:
gdzie: – współczynniki rozwinięcia.
Typowe wymiary soczewek:
- długość: 3–30 mm
- średnica: 1–2 mm.
Podstawowe zastosowania
- Transformacja apertury numerycznej NA. Polega na kształtowaniu kąta rozbieżności źródła światła. Efekt transformacji apertury jest stosowany do zwiększenia skuteczności sprzężenia optycznego źródło-światłowód. Ze względu na duża rozbieżność wiązki wychodzącej ze źródła dąży się do wykonania soczewek o dużej aperturze numerycznej. Dla źródeł światła, takich jak lasery, których średnica powierzchni czynnej jest mniejsza od średnicy sprzęganego światłowodu, obniża się aperturę numeryczną wyjściową dopasowując ją do apertury numerycznej światłowodu. W efekcie uzyskuje się poprawę sprawności sprzężenia oraz obniżenie wymagań technicznych dotyczących precyzji ustawienia sprzęganych elementów. Na podobnej zasadzie soczewki te mogą być zastosowane do sprzężenia dwóch światłowodów.
- Ogniskowanie i kolimacja. Bardzo ważną funkcją soczewki światłowodowej jest ogniskowanie i kolimacja (tworzenie wiązki równoległej).
- Odpowiada za tworzenie obrazu w takich urządzeniach jak:
- skaner,
- ksero,
- drukarka.
- Może spełniać rolę sprzęgacza kierunkowego.
- Multipleksowanie obrazu.