G - Physics – 02 – B
Patent
G - Physics
02
B
G02B 6/26 (2006.01) G02B 6/28 (2006.01) G02B 6/42 (2006.01)
Patent
CA 2226198
A gradient index (GRIN) lens (16) couples light from a single fiber (12) optic into a fiber bundle (14) or directly into the input port (104) of an illumination device, such as a medical illumination device. The single fiber (12) optic provides a high intensity beam of light having a high NA. An entry face (18) of the GRIN lens (16) is positioned adjacent to an exit aperture of the fiber (12) within the near field (28) of the fiber and thereby receives a beam having a substantially uniform cross section, rather than a Gaussian cross section as would occur with the GRIN lens (16) positioned in the far field of the fiber (12). An exit face of the GRIN lens (100) is positioned adjacent to the fiber bundle or input port (104) of the illumination device (106). As such, the GRIN lens effectively images the exit aperture of the fiber (102) of the input aperture of the fiber bundle as input port (104). The optical characteristics of the GRIN lens (100), including its length and radial variation in index of refraction, are selected to reduce the NA of light output from the fiber (102) to a value appropriate for use with the illumination device (106). An optical coupler employing the GRIN lens (100) is described as well as an entire optical system including a source of light (108), an off-axis coupler (110) for coupling light into the fiber (102), a gradient index lens (100), and an endoscope (106). A mechanical housing (105) for holding the single fiber (101) and GRIN lens (160) and for facilitating connection to a fiber bundle or input port (106) is also described.
L'invention porte sur une lentille à gradient d'indice (GRIN) (16) faisant passer la lumière d'une fibre optique unique (12) dans un faisceau de fibres (14) ou directement dans le port d'entrée (104) d'un système d'éclairage, médical par exemple. La fibre unique (12) fournit un faisceau de lumière à forte ouverture numérique (ON). La face d'entrée (18) de la lentille (16) est contiguë à l'ouverture de sortie de la fibre (12) à l'intérieur du champ proche (28) de cette dernière, et reçoit ainsi un faisceau présentant une section sensiblement uniforme plutôt qu'une section gaussienne comme ce serait le cas si la lentille (16) était placée dans le champ éloigné de la fibre (12). L'une des faces de sortie de la lentille (GRIN) (100) est contiguë à un faisceau de fibres ou au port d'entrée (104) du dispositif d'éclairage (106). De ce fait, la lentille (16) produit effectivement une image de l'ouverture de sortie de la fibre sur l'ouverture d'entrée du faisceau de fibres comme port d'entrée (104). Les caractéristiques optiques de la lentille (100), y compris sa longueur et les variations radiales de son indice de réfraction, sont sélectionnées pour réduire l'ON de la lumière émise par la fibre (102) à une valeur adaptée à l'utilisation du dispositif d'éclairage (106). L'invention porte également sur un coupleur optique employant des lentilles GRIN (100), ainsi que sur un système optique complet comportant une source lumineuse (108), un coupleur désaxé (110) transférant la lumière dans la fibre (102), une lentille à gradient d'indice (100) et un endoscope (106). Elle porte enfin sur un boîtier mécanique (105) abritant la fibre unique (101) et la lentille GRIN (160) et facilitant le raccordement de la fibre à un faisceau de fibres ou à un port d'entrée (106).
Empey Glenn P.
Gourgouliatos Zafirios
Hopler Mark D.
Cogent Light Technologies Inc.
Johnston Wassenaar Llp
LandOfFree
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Profile ID: LFCA-PAI-O-1783569