Y10T44【通信基础】用在光模块中的各类透镜
2024打算把一些基础内容汇总一下，分10期，每期一个议题。其中一次聊一聊透镜。
一体成型的塑胶透镜
光模块里用的多少圆形光阑的透镜，下图这种外方内圆的结构，本质上起作用的也是圆形光斑的处理。
一部分的圆形透镜会结合反射面，形成透镜加光路方向折变的功能。
还有一些属于平面型透镜，如增益透镜，也就G-lens，利用折射率渐变分布产生自聚焦作用，实现平面型的透镜。
这个自聚焦，和光纤非线性效应的自聚焦是一个意思。只是光纤主要用于通信，自聚焦的话引起信噪比劣化，需要避免。
反过来说，利用光纤的自聚焦效应，可以视为“微型”增益透镜
还有一些是打印透镜，当然可以打印成增益透镜，比如Intel新收购的基于玻璃材料的打印透镜
在树脂材料上打印透镜，可以打印增益透镜，也可以打印其他类型的透镜
光模块里还经常使用透镜光纤，楔形透镜，锥形透镜等等。可以采用研磨成型，也可以使用拉锥热熔成型。
光纤是用氧化硅玻璃为基底的材料，制作的透镜属于微型玻璃透镜
还有些是微透镜，比如用半导体硅来刻蚀透镜，垂直于衬底的透镜，或者平行于衬底的透镜，都可以采用半导体刻蚀工艺来实现。
比刻蚀更简单一些的，就是利用光刻胶热熔回流成型，利用的是光刻胶高温液态的表面张力。
同样利用表面张力的如TO中的球透镜，利用表面张力和液态的重力，形成一个玻璃透镜，除了透镜的作用，还兼顾密封作用，作为气密材料使用。
利用液体表面张力的多形成球形透镜，球透镜存在像差，非球透镜选择的工艺多复杂，比如注塑、刻蚀、或模压等，用于透镜的成型符合设计的曲离。
还有少数场景，为了降低透镜高度采用的菲尼尔平面透镜，把一个圆切片，保留弧度，降低高度。
或者是增益透镜的变形，通过等效折射率的分布实现增益透镜的平面化，可以采用半导体刻蚀工艺实现，这种透镜也叫超透镜
光模块里使用的透镜，绝大多数真的是“透”光型的设计，近两年比较热闹的金属透镜，其实是“反射聚焦”镜，通过金属冲压，或沉积反射膜，实现基于反射后的光路聚焦，准直，等。
沉积金属反射层
基于罗兰圆设计的透射光栅或反射光栅，光栅的作用是色散，而罗兰圆的作用是“透镜”聚焦的功能。
对于咱们模块里常用的半导体激光器，其实发光的两个偏振态是不一样的光场路径，也就是俗称的快轴和慢轴。
光模块里多是默认忽略掉一个偏振态，只关注主要偏振，或者将其视为双偏振一致的光路，采用圆形透镜。
基于椭圆结构的透镜，可分别处理两个偏振各自的最优解。椭圆透镜在光模块里有用，只是比例比较少。
采用两个柱面透镜的话，则可以分别精确设计两个偏振的准直。这个结构在模块里用的更少，在激光雷达里用的略多一些。
略聊一下模块里的透镜类型。公众号篇幅有限，之后的视频解析再做完整版本吧。
把不同的透镜材料，折射率的控制，反射率的控制，焦点的控制，做个对比。
还有透镜的组合工艺，金属焊，玻璃焊，胶粘，镶嵌等等。
