Determination of design parameters of graded-index miniature lenses

Abstract

Son yıllarda telekomünikasyondaki gelişmelerin önemli bir bölümü fiber optik aletlerle sağlanmaktadır. Fiberden başka bir alete yada fiberden fibere ışık çiftleştirilmesi (geçişi) fiber optik teknolojisinin gelişimindeki en önemli problemlerden biridir. Bu çiftleştirme problemi minyatür merceklerle çözülmektedir. Bu çiftleştirmeyi gerçekleştirmek için bu merceklerin optiksel özelikleri ve fiziksel özellikleri çok iyi analiz edilmelidir. Bu tezde ayarlanabilir indisli minyatür merceklerin teorileri çalışılmıştır. Minyatüre merceklere giren ve çıkan ışığa ait bazı parametreler ve bu parametreler arasındaki ilişkiler verilmiştir. Bu parametrelerin önemi istenen optiksel görüntünün elde edilmesi ve fiber- mercek çiftleştirilmesinin dizaynında ortaya çıkmaktadır. Çalışmamızda çeşitli ayarlanabilir indisli minyatür fiber mercekler incelenmiştir. Bu merceklere ait verim ve ışığın etkin noktasal büyüklüğü gibi parametreler verilmiştir. Demetlenmiş optiksel fiberlerin dallanma bileşenine ait karakteristik parametreleri verilmiştir.

Keywords: Graded-Index Miniature Lenses, Graded-Index Fibers, Step-Index Fibers Maxwell's Equations, Huygen's Principle. In the recent years, the most considerable part of the development in telecommunication has been supplied by the fiber optic devices. The process of light coupling from fiber to another material or from fiber to fiber is one of the most important problems İn the development of fiber optic technology. This coupling problem can be solved by miniature lenses. In order to perform the coupling, optical properties and physical dimensions of these lenses must be analyzed. In this thesis, the theory of graded-index miniature lenses has been studied. Some parameters related to the incoming and outcoming light to the miniature lens and their relationships have been presented. The importance of adjusting these parameters arises from the need when obtaining desired optical image and designing fiber-lense coupling. Graded-index miniature fiber lenses have been investigated. Parameters of these fibers such as coupling efficiency and effective spot size have been presented. Characteristic parameters of a branching component of a bunched optical fiber have been derived.