一种透镜组件及光学器件

本发明涉及光学器件，尤其是涉及一种透镜组件及光学器件。

背景技术：

1、随着半导体产业的发展，芯片广泛应用于现代电子产品中，在通信、航空、汽车、军事应用、高端装备等领域中发挥越来越重要的作用。基板作为芯片的核心载体，提供电连接、组装、散热及支撑的功能，是制成具有功能性终端芯片产品的关键之一。业界对于基板提出了提高布线密度、增大尺寸、改善热性能等要求，相应对于基板温度引起翘曲要求越来越严格。目前，业界内对于先进基板翘曲检测，采用光栅阴影云纹原理和激光三角原理相结合的翘曲测量技术，包括光源、光纤、光栅、ccd等多个光学器件。其中，光源为宽光谱光源，为了避免其他杂散光对系统测试的影响，使用光纤引出光源出射光，配合宽光谱高耦合效率的光纤准直器使光线高能量准直出射。

2、光纤是一种光传导工具，在一个使用宽光谱照明光源的光学系统中，因照明光谱的色差较大，当接收光纤位于某一位置时，会使若干个波长处于离焦状态，导致光斑变大，超出光纤纤径，使得一部分光线无法进入光纤，从而降低耦合效率。因此，需要采用宽光谱消色差的光纤准直器，减小光纤出射光的轴向色差，提高宽光谱光纤耦合效率。然而，现有的光纤准直器大多仅适用于可见光波段的消色差光纤系统，但无法满足在宽光谱的范围内，尤其涉及可见光和近红外同时使用的波段的消色差光纤系统测试需求。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于提供一种透镜组件，能够满足可见光和近红外波段同时使用的宽光谱消色差的光学系统测试需求。

2、本发明的第二目的在于提供一种光学器件。

3、本发明提供一种透镜组件，包括从前至后依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜，所述第一透镜为正透镜，所述第二透镜为负透镜，所述第三透镜为正透镜；所述第一透镜与所述第二透镜之间互相胶合形成双胶合透镜，所述第二透镜与所述第三透镜之间间隔设置；其中，所述第一透镜的焦距为f1’，所述第二透镜的焦距为f2’，所述第三透镜的焦距为f3’，f1’>f3’，∣f2’∣>f3’。

4、根据本发明提供的一种透镜组件，所述第一透镜的折射率为nd1，所述第二透镜的折射率为nd2，所述第三透镜的折射率为nd3，其中，nd2>nd1，nd3>nd1。

5、根据本发明提供的一种透镜组件，所述第一透镜的色散系数为vd1，所述第二透镜的色散系数为vd2，所述第三透镜的色散系数为vd3，其中，vd1>vd2，vd1>vd3。

6、根据本发明提供的一种透镜组件，所述第一透镜的各个面为凸面、凹面或平面，所述第一透镜的各个面的形状为球面或非球面。

7、根据本发明提供的一种透镜组件，所述第二透镜的各个面为凸面、凹面或平面，所述第二透镜的各个面的形状为球面或非球面。

8、根据本发明提供的一种透镜组件，所述第三透镜的各个面为凸面、凹面或平面，所述第三透镜的各个面的形状为球面或非球面。

9、根据本发明提供的一种透镜组件，在计算多模光纤耦合效率时，设定视场小于等于0.2mm，接收多模光纤的光纤芯径大于等于0.2mm，所述光纤的数值孔径na大于等于0.39，则光谱范围500nm～900nm内各个波长的光纤耦合效率均高于99.9％，色差小于5μm。

10、本发明还提供一种光学器件，包括上述的透镜组件。

11、其中，所述光学器件可为光纤准直器。

12、其中，所述光学器件也可为光纤耦合器。

13、本发明提供的透镜组件，通过从前至后依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜，将第一透镜设置为正透镜，将第二透镜设置为负透镜，将第三透镜设置为正透镜，将第一透镜与第二透镜之间互相胶合形成双胶合透镜，将第二透镜与第三透镜之间间隔设置；通过将第一透镜的焦距设置为f1’，将第二透镜的焦距设置为f2’，将第三透镜的焦距设置为f3’，使f1’>f3’，∣f2’∣>f3’；通过透镜组件的这种设置方式，在光谱范围为500nm～900nm内，可将色差校正至5μm以下，使耦合效率达到99.9％以上。由此，本发明提供的透镜组件，结构简单，耦合效率高，可广泛用于宽光谱消色差的光学系统中，尤其能够满足可见光和近红外同时使用的波段的消色差光学系统测试需求。

技术特征：

1.一种透镜组件，其特征在于，包括从前至后依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜，所述第一透镜为正透镜，所述第二透镜为负透镜，所述第三透镜为正透镜；所述第一透镜与所述第二透镜之间互相胶合形成双胶合透镜，所述第二透镜与所述第三透镜之间间隔设置；其中，所述第一透镜的焦距为f1’，所述第二透镜的焦距为f2’，所述第三透镜的焦距为f3’，f1’>f3’，∣f2’∣>f3’。

2.根据权利要求1所述的透镜组件，其特征在于，所述第一透镜的折射率为nd1，所述第二透镜的折射率为nd2，所述第三透镜的折射率为nd3，其中，nd2>nd1，nd3>nd1。

3.根据权利要求1所述的透镜组件，其特征在于，所述第一透镜的色散系数为vd1，所述第二透镜的色散系数为vd2，所述第三透镜的色散系数为vd3，其中，vd1>vd2，vd1>vd3。

4.根据权利要求1所述的透镜组件，其特征在于，所述第一透镜的各个面为凸面、凹面或平面，所述第一透镜的各个面的形状为球面或非球面。

5.根据权利要求1所述的透镜组件，其特征在于，所述第二透镜的各个面为凸面、凹面或平面，所述第二透镜的各个面的形状为球面或非球面。

6.根据权利要求1所述的透镜组件，其特征在于，所述第三透镜的各个面为凸面、凹面或平面，所述第三透镜的各个面的形状为球面或非球面。

7.根据权利要求1所述的透镜组件，其特征在于，在计算多模光纤耦合效率时，设定视场小于等于0.2mm，接收多模光纤的光纤芯径大于等于0.2mm，所述光纤的数值孔径na大于等于0.39，则光谱范围500nm～900nm内各个波长的光纤耦合效率均高于99.9％，色差小于5μm。

8.一种光学器件，其特征在于，包括：如权利要求1至7任一项所述的透镜组件。

9.根据权利要求8所述的光学器件，其特征在于，所述光学器件为光纤准直器。

10.根据权利要求8所述的光学器件，其特征在于，所述光学器件为光纤耦合器。

技术总结本发明提供了一种透镜组件及光学器件，其中透镜组件包括从前至后依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜，第一透镜为正透镜，第二透镜为负透镜，第三透镜为正透镜；第一透镜与第二透镜之间互相胶合形成双胶合透镜，第二透镜与第三透镜之间间隔设置；第一透镜的焦距为f1’，第二透镜的焦距为f2’，第三透镜的焦距为f3’，f1’>f3’，∣f2’∣>f3’。本发明提供的透镜组件及光学器件，能够满足可见光和近红外波段同时使用的宽光谱消色差的光学系统测试需求。技术研发人员：马敬,齐月静,苏佳妮,齐威受保护的技术使用者：中国科学院微电子研究所技术研发日：技术公布日：2024/5/29