HIGH-POWER COLLIMATING LENS ASSEMBLIES, AND METHODS OF REDUCING THE OPTICAL POWER DENSITY IN COLLIMATING LENS ASSEMBLIES

• Main Authors: LEWIS, NORRIS E, OOSTERHUIS, MARTIN J, LO, K. PETER
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 23.04.2013
• Subjects: ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE; ELECTRICITY; MULTIPLEX COMMUNICATION; OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS; OPTICS; PHYSICS

The present invention provides improved collimating lens assemblies (32), improved methods of reducing the optical power density in collimating lens assemblies, and to improved fiber optic rotary joints (31) incorporating such improved collimating lens assemblies. The improved collimating lens assembly broadly includes: a singlemode fiber (38) terminating in a distal end; a step-index multimode fiber (44) having a proximal end abutting to the singlemode fiber distal end, and having a distal end; a graded-index multimode fiber (45) having a proximal end abutting the step-index multimode fiber distal end, and having a distal end; and a collimating lens (34) longitudinally spaced from the graded-index multimode fiber distal end by an intermediate air gap (43), and operatively arranged to collimate light rays emanating from the graded-index multimode fiber distal end. The improved collimating lens assembly is characterized by the fact that there is no epoxy, silicone gel or index-matching material between the graded-index multimode fiber distal end and the collimating lens. Rather, these various elements are fusion-spliced together. The improved collimating lens assembly is capable of handling energy levels that are typically used in various wavelength division multiplexing techniques. La présente invention concerne des ensembles à lentille de collimation améliorés (32), des procédés améliorés pour réduire la densité de puissance optique dans des ensembles à lentille de collimation, et des articulations rotatives à fibres optiques (31) comprenant lesdits ensembles à lentille de collimation améliorés. Un ensemble à lentille de collimation amélioré de l'invention comprend de manière générale : une fibre monomode (38) se terminant à une extrémité distale; une fibre multimode à saut d'indice (44) présentant une extrémité proximale qui vient buter contre l'extrémité distale de la fibre monomode, et présentant une extrémité distale; une fibre multimode à gradient d'indice (45) possédant une extrémité proximale qui vient buter contre l'extrémité distale de la fibre multimode à saut d'indice, et présentant une extrémité distale; et une lentille de collimation (34) espacée longitudinalement par rapport à l'extrémité distale de la fibre multimode à gradient d'indice par un espace d'air intermédiaire (43), et qui est fonctionnellement agencée pour collimater des rayons lumineux émanant de l'extrémité distale de la fibre multimode à gradient d'indice. Ledit ensemble à lentille de collimation amélioré est caractérisé par l'absence d'époxy, de gel de silicone ou de substance adaptatrice d'indice entre l'extrémité distale de la fibre multimode à gradient d'indice et la lentille de collimation. Ces divers éléments sont en fait assemblés les uns aux autres par épissurage par fusion. Ledit ensemble à lentille de collimation amélioré peut gérer des niveaux d'énergie qui sont généralement utilisés dans diverses techniques de multiplexage par répartition en longueur d'onde.