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1、(10)申请公布号 CN 102388327 A (43)申请公布日 2012.03.21 CN 102388327 A *CN102388327A* (21)申请号 201080012882.3 (22)申请日 2010.02.15 12/405398 2009.03.17 US G02B 6/00(2006.01) G02B 6/42(2006.01) (71)申请人 光通量公司 地址 美国密执安州 (72)发明人 PL布尔盖 (74)专利代理机构 中国专利代理(香港)有限公 司 72001 代理人 高为 王忠忠 (54) 发明名称 高效光耦合器 (57) 摘要 一种光耦合装置， 通过聚集。
2、更多的被发射的 辐射以及减小发射角度使得球状或半球状光源得 到更加完全的利用。所述光耦合装置包括第一二 次曲线形反射器， 其具有位于第一二次曲线形反 射器顶端的孔径 ； 第二二次曲线形反射器， 其与 所述第一二次曲线形反射器 5 同轴并开口朝向第 一二次曲线形反射器 ； 光源， 其放置于第二二次 曲线形反射器顶端 ； 以及负元件， 其位于孔径处 用于减少发射自光耦合装置的光的数值孔径。所 述光耦合装置可包括位于第一和第二二次曲线形 反射器之间的折射介质。 本发明在10传输或耦合 光能量进入附加光系统时提供提高了的效率， 并 且可与固态光及传统光源一同使用。 (30)优先权数据 (85)PCT申。
3、请进入国家阶段日 2011.09.16 (86)PCT申请的申请数据 PCT/US2010/024211 2010.02.15 (87)PCT申请的公布数据 WO2010/107537 EN 2010.09.23 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 5 页 按照条约第19条修改的权利要求书 3 页 CN 102388340 A1/2 页 2 下面定义了本发明的实施例， 其中要求保护独占权利或特权 ： 1. 一种光耦合器转换系统， 包括 ： 第一反射器， 其中所述第一反射器为二次曲线形并包括第一反射器顶端和。
4、位于所述第 一反射器顶端处的孔径 ； 第二反射器， 其中所述第二反射器为二次曲线形并包括第二反射器顶端， 并且与所述 第一反射器同轴， 其中所述第一和第二反射器相互面对 ； 光源， 通常位于所述第二反射器顶端 ； 以及 负元件， 对准于所述第一反射器顶端的所述孔径。 2. 如权利要求 1 所述的光耦合器转换系统， 其中所述第一反射器包括第一二次曲线形 焦点， 其中所述光源通常被放置于所述第一二次曲线形焦点。 3. 如权利要求 2 所述的光耦合器转换系统， 其中所述第二反射器为包括位于所述负元 件中的第二二次曲线形焦点的二次曲线形。 4. 如权利要求 3 所述的光耦合器转换系统进一步包括光输出，。
5、 其中所述光输出在汇聚 到焦平面前照射到所述负元件。 5. 如权利要求 4 所述的光耦合器转换系统， 其中所述焦平面位于所述负元件中。 6. 如权利要求 5 所述的光耦合器转换系统， 其中所述第一反射器和第二反射器可操作 地连接以形成第一包围。 7. 如权利要求 6 所述的光耦合器转换系统， 其中所述负元件包括双凹折射透镜。 8. 如权利要求 6 所述的光耦合器转换系统， 其中第一反射器和所述第二反射器进一步 包括位于其间的折射介质。 9. 如权利要求 6 所述的光耦合器转换系统进一步包括用于产生准直光源的靠近所述 负元件的球状折射元件。 10. 如权利要求 6 所述的光耦合器转换系统进一步包。
6、括光输出和用于接收所述光输出 的光纤。 11. 如权利要求 6 所述的光耦合器转换系统， 其中所述负元件包括用于产生准直光源 的半球形表面。 12. 如权利要求 1 所述的光耦合器转换系统进一步包括 ： 第三反射器 ； 第四反射器， 其面对所述第三反射器并可操作地连接所述第三反射器以形成第二包 围， 所述第四反射器包括连接所述第二反射器顶端的第四反射器顶端并包括通过该处的开 口， 其中来自所述光源的光被反射离开所述第一反射器和所述第三反射器。 13. 一种产生光输出的光耦合器， 所述光耦合器包括 ： 光源 ； 第一二次曲线形反射器， 包括第一顶端， 位于所述第一顶端的光孔径以及位于所述光 源处。
7、的第一二次曲线形焦点 ； 第二二次曲线形反射器， 其面对所述第一二次曲线形反射器并且可操作地连接所述第 一二次曲线形反射器以产生一包围， 所述第二二次曲线形反射器包括第二顶端， 所述光源 实质上在所述第二顶端处在所述包围内相切于所述第二二次曲线形反射器 ； 以及 负元件， 对准所述第一二次曲线形反射器中的所述光孔径， 其中所述第二二次曲线形 权 利 要 求 书 CN 102388327 A CN 102388340 A2/2 页 3 反射器包括位于所述负元件中的第二二次曲线形焦点。 14. 如权利要求 13 所述的光耦合器， 其中所述光输出在会聚到焦平面前照射到所述负 元件。 15. 如权利要。
8、求 13 所述的光耦合器， 其中所述第二顶端偏离所述第一顶端第一距离， 所述第一距离小于分离所述第二顶端和所述第二二次曲线形焦点的第二距离。 16. 如权利要求 13 所述的光耦合器， 其中所述第一二次曲线形反射器为抛物线形。 17. 如权利要求 13 所述的光耦合器， 其中所述负元件包括双凹折射透镜。 18. 如权利要求 13 所述的光耦合器进一步包括用于接收所述光输出的光纤。 19. 如权利要求 13 所述的光耦合器， 其中所述负元件进一步包括用于产生准直光源的 半球状表面。 20. 如权利要求 13 所述的光耦合器， 其中所述第一和第二二次曲线形反射器形成连续 的模制结构。 21. 如权。
9、利要求 13 所述的光耦合器， 其中所述第一和第二二次曲线形反射器分别包括 第一和第二反射表面， 其中所述第一和第二反射表面包括抛光后的铝。 22. 一种光耦合器转换系统， 包括 ： 第一反射包围， 包括第一二次曲线形反射器和第二二次曲线形反射器， 所述第一二次 曲线形反射器包括第一顶端和位于所述第一顶端处的第一孔径， 所述第二二次曲线形反射 器包括第二顶端， 其中所述第一和第二二次曲线形反射器彼此面对并可操作地彼此连接 ； 第二反射包围， 包括具有第三顶端的第三二次曲线形反射器和具有第四顶端的第四二 次曲线形反射器， 其中所述第三和第四二次曲线形反射器彼此面对并可操作地彼此连接， 所述第二二。
10、次曲线形反射器的所述第二顶端与所述第四二次曲线形反射器的所述第四顶 端连接并限定穿过该处的开口， 其中所述第一反射包围通过所述开口与所述第二反射包围 成流体连通 ； 光源， 位于所述第二和第四二次曲线形反射器的所述顶端处 ； 以及 负元件， 其对准所述第一反射器的所述孔径。 23. 如权利要求 22 所述的光耦合器转换系统进一步包括光输出， 其中所述光输出在会 聚到焦平面前照射到所述负元件。 24. 如权利要求 22 所述的光耦合器转换系统， 其中所述第一二次曲线形反射器包括第 一二次曲线形焦点并且所述第三二次曲线形反射器包括第三二次曲线形焦点， 所述光源同 时位于所述第一二次曲线形焦点和所述。
11、第三二次曲线形焦点。 25. 如权利要求 22 所述的光耦合器转换系统， 其中所述第二二次曲线形焦点位于所述 负元件中。 权 利 要 求 书 CN 102388327 A CN 102388340 A1/5 页 4 高效光耦合器 背景技术 0001 本发明涉及收集来自高数值孔径(N.A.)源的光并将所述光转变为低N.A.点光源 以耦合到光学系统中。 0002 大多数现代照明光源， 例如灯泡， 发光二极管以及弧光灯， 为以球面或半球面形式 辐射光线的扩展光源。 标准折射光学部件可以透射或聚焦一部分光源光但是仍会存在大量 损失， 其一般大于 70。标准反射光学部件具有较高的效率但实际上仍然损失所有。
12、光中的 50。随着不断增加的能源成本， 尽可能高效地产生和利用光将变得重要。因此， 光将更好 地被定形、 控制或操控， 然后投放在期望的区域中， 并且以尽可能少的损耗发挥功能。这样 的情形需要光耦合技术的使用。 光耦合器示例性应用包括光纤传输系统、 限定区域照明、 基 于非激光的准直光源以及生命科学技术照明。 0003 从高 N.A. 形式向低 N.A. 形式折射或反射光的能力可以用简单的方式实现 ； 置于 灯泡前的一简单透镜即完成该功能。光从透镜或者发散或者会聚或者平行地射出。但是， 所产生的所有光中仅有小部分被获取来使用， 对 F/#-1.0 透镜来说通常为 12.5。目的是 将高 N.A。
13、. 光源转换为低 N.A. 光源同时将光转变为点光源或准点光源 ( 也即， 发射区域相 对于光学系统光阑小的扩展光源)。 实现这样的系统是复杂的并且会需要体积庞大的设备。 通常来说， 方案是限制获取的光量或大幅增加重构的点光源的像差。 总体上讲， 当前可用的 光耦合器技术是有效光量聚集能力与光机械的复杂程度之间的折中。 发明内容 0004 本发明提供改进的能够将高 N.A. 光源转换为低 N.A. 光源的光耦合器系统。光耦 合器系统包括在其顶端处限定孔径的第一二次曲线形反射器， 面对第一二次曲线形反射器 的第二二次曲线形反射器， 位于第二二次曲线形反射器顶端处的光源以及位于第一二次曲 线形反射。
14、器顶端的孔径中的负光学元件。 0005 在所有实施例中， 光源被放置在位于或靠近第二二次曲线形反射器的顶端。第 二二次曲线形反射器通过从第一二次曲线形反射器接收平面波以运行于最大系统孔径。 这 带来如下优点， 即光源和任何相关的安装硬件只阻挡或吸收最小量的来自第一二次曲线形 反射器的反射光， 由此提高了效率。光源放置于任何其它位置都将降低光耦合效率。 0006 第二二次曲线形反射器的功能是将反射光会聚到焦平面， 期望设置焦平面经过第 一二次曲线形反射器的顶端。 这至少部分通过调节第二二次曲线形反射器的半径和二次曲 线形常数来实现。很明显负元件 (negative element) 的最佳位置是。
15、位于第一二次曲线形 镜的顶端。在该处会聚光的 N.A. 可在其到达焦平面前被改变。负元件的直径在将阻挡或 转向大量发射光的大直径和负元件效率将减小的小直径之间有一范围。 负元件将伸出焦平 面的位置从而使得光在光学任务的下一环节更加可用。 0007 在第一实施例中， 第一二次曲线形反射器为抛物线状的并且光源位于第一二次曲 线形反射器的焦点处。来自光源的光被反射离开第一二次曲线形反射器， 被准直并传输到 第二二次曲线形反射器。从第二二次曲线形反射器反射的光进入负元件， 然后到达其焦平 说 明 书 CN 102388327 A CN 102388340 A2/5 页 5 面， 从而减小会聚射线角度以。
16、获得所需要的 N.A.。通过优化第二二次曲线形反射器关于负 元件的曲线， 可以获取并操控更多的光来执行特定功能 ( 例如耦合到光纤 )， 由此实现所需 要的增加光学耦合系统的效率的 N.A.。 0008 在第二实施例中， 折射介质被置于第一和第二二次曲线形反射器之间。负元件为 用于产生准直光的新月形正透镜的凹的第一表面。可选地， 折射介质可限定与在第一和第 二二次曲线形反射器创建的包围中的第一二次曲线形反射器一致的二次曲线形， 从而取代 负元件的功能。 0009 在第三实施例中， 系统包括用于创建第二反射包围的第三二次曲线形反射器和第 四二次曲线形反射器。光源位于第二和第四二次曲线形反射器的顶。
17、端， 其共用共同的轴并 以相反方向分开。 来自光源的光反射离开第一二次曲线形反射器朝向第二二次曲线形反射 器。以类似的方式， 来自光源的光反射离开第三二次曲线形反射器朝向第四二次曲线形反 射器， 并且在穿过包围光源的第一和第二包围之间的开口之前再次朝向第三二次曲线形反 射器。来自上述两个包围的光穿过负元件， 其包括凹的第一表面和凸的第二表面。附加的 会聚透镜进一步对光定形以产生低 N.A. 光源。 0010 在第四实施例中， 第一二次曲线形反射器和第二二次曲线形反射器在共同的边缘 以最小缝隙暴露量连接从而消除任何光路泄露。 0011 光耦合器通过基于所需要的应用允许第二二次曲线形反射器或第三负。
18、元件具有 较大可变性从而减少系统中像差。 第二二次曲线形反射器所需的二次曲线形和负光学元件 对任务是特定的， 例如， 耦合到光纤需要不同于产生准直光的反射函数。 0012 改进的光耦合器可被配置用于多种光学功能， 例如对光定形， 光纤耦合， 产生准直 或近似准直光， 或任何独特的照明目的。这样的系统对于像 LED 这样的半球状辐射器有效， 并且也能适应于灯丝光源和电弧光源。本发明将高 N.A. 光源光 ( 例如， N.A. 0.9) 转换 为低 N.A. 光源光 ( 例如， 0.55 或更低 )， 由此使得能够在柱状焦平面光路径中以极小的光 损耗使用传统光学器件。 0013 通过参考附图和对当。
19、前实施例的说明， 本发明的上述以及其它的目的、 优点和特 征将可以更加全面地被理解和领会。 附图说明 0014 图 1 为本发明的第一实施例的截面图 ； 0015 图 2 为图 1 中光耦合器的截面图的光线路径 ； 0016 图 3 为本发明的第二实施例的截面图的光线路径， 其描述焦点位于折射元件的端 处 ； 0017 图 4 为本发明的第三实施例的截面图的光线路径， 其描述焦点位于折射元件中 ； 0018 图 5 为本发明的第四实施例的截面图的光线路径， 其描述折射元件和球状元件作 为准直器 ； 0019 图 6 为本发明的第五实施例的截面图的光线路径， 其描述折射元件和光纤作为光 纤馈送 。
20、； 0020 图 7 为本发明的第六实施例的截面图的光线路径， 其描述折射元件作为定形的区 域照明器 ； 说 明 书 CN 102388327 A CN 102388340 A3/5 页 6 0021 图 8 为本发明的第七实施例的截面图的光线路径， 其描述二次曲线形反射表面之 间的折射介质以及作为准直器的折射元件和半球状元件 ； 0022 图 9 为本发明的第八实施例的截面图的光线路径， 其描述二次曲线形反射表面之 间的折射介质， 其中二次曲线形反射表面包括模制在折射介质中的凹表面 ； 0023 图 10 为本发明的第九实施例的截面图的光线路径， 其描述和球状光辐射器一起 使用的双高效光耦合。
21、器。 具体实施方式 0024 根据本发明的实施例的高效光耦合器在图 1 中示出并通常以 20 指代。高效光耦 合器 20 包括光源 22， 第一反射器 24， 第二反射器 26 和负元件 28。光源 22 通常位于第二反 射器 26 的顶端 30 并在近似于 2pi 球面度 (.95NA) 的立体角度上发射光输出或光辐射到第 一反射器 24 的内表面 32。第一反射器 24 的内表面 32 反射来自光源 22 的光， 由此改变光 源 22 发射的光的路径。第一反射器 24 为二次曲线形并具有使来自光源 22 的光准直的附 加功能， 由此传输平面波到第二反射器 26。然后， 光被反射离开第二反射。
22、器 26 朝向与第一 反射器 24 的顶端 36 处孔径 34 对准的负元件 28。然后， 如图 1 所示， 负元件 28 引导发射光 为低 N.A. 光束通过孔径 34。 0025 光源 22 可包括发光二极管 (LED)。但是， 光源 22 不限于 LED， 可以使用任何小区 域发光器件， 例如， 电弧灯。如图 2 所示， 光源 22 与第二反射器 26 基本上在第二反射器 26 的顶端 30 相切。光源 22 基本上放置在第二反射器 26 的顶端 30 使得可以通过板或可移动 的盖子 ( 未示出 ) 方便地接触到光源 22。对光源 22 的接触可使得对例如不能工作的 LED 或其他小区域。
23、发射源方便地进行维修或替换。 0026 如图1-2中进一步所示， 第一反射器24粘贴到或以其他方式安装于抛物线轮廓之 上或之中以接收和反射接收自光源 22 的光。第一反射器 24 与第二反射器 26 同轴， 并且可 操作地与第二反射器 26 结合以产生第一包围 38。第一反射器 24 可进一步包括焦点 40， 其 中光源 22 位于焦点 40。第一反射器 24 可通过对铝进行光学抛光制成。但是， 光学任务所 需的表面质量并不限定材料为铝。可使用具有反射属性的任何合适的金属、 塑料或玻璃材 料。铝的优点在于其热传导属性使得可以排除光源 22 产生的热。该附加的优点带来更加 紧凑的设计， 其中主光。
24、学功能元件还执行次要的以及常常是必要的机械功能。 0027 还是如图 1-2 中所示， 高效光耦合器 20 包括接收第一反射器 24 产生的平面波的 第二反射器26， 再次改变光源22发射的光的方向。 第二反射器26将会聚光导向负元件28。 第二反射器 26 可为二次曲线形， 例如抛物线形、 椭圆形、 球形或双曲线形。而且， 第一和第 二反射器 24， 26 不限于相同的轮廓， 其每一个可以依照具有相同或不同二次曲线值的任何 相同或不同的二次曲线。可以通过允许第二反射器 26 的二次曲线值作为所要减少或消除 的像差的函数进行调节来最大化高效光耦合器 20 的光学性能。常见的像差可能是负球形 像。
25、差。第二元件 26 的二次曲线值可取决于负元件 28 处的能量传输函数， 例如， 是否最终目 的是将光耦合到光纤， 或将光耦合到用于准直的透镜， 等等。 0028 在本实施例中， 反射离开第二反射器 26 的光以如同其由光源 28 发射出那样相同 的角度会聚在其焦点 42， 由此具有与光源相同的 N.A.。会聚光相交于或照射到负元件 28， 然后到达负元件中的第二反射器焦点 42， 然后会聚到焦平面 44。会聚角 和 N.A. 由此被 说 明 书 CN 102388327 A CN 102388340 A4/5 页 7 减少。如图 1-2 所示， 第一顶端 36 和同轴的第二顶端 30 偏离了。
26、第一距离， 其小于分离第二 顶端 30 和第二焦点 42 的距离。关于这方面， 光相交于或照射到负元件 28 的第一表面 46， 然后会聚到其焦平面 44， 由此使得负元件 28 能够改变光源 22 的 N.A.。 0029 如图 1-2 中所示， 负元件 28 被示为与孔径 34 对准的双凹折射透镜。取决于所需 要的光输出， 负元件 28 可为其他形状， 例如新月形透镜， 环形透镜或衍射透镜。第二反射器 26可通过抛光后的铝构造。 但是， 如前所述， 光学任务所需的表面质量并没有将材料限定为 铝。可使用具有反射属性的任何金属、 塑料或玻璃材料， 并且实际上第一和第二反射器 24， 26 可形。
27、成连续模制结构。而且， 相对大直径的负元件 28 可能会阻挡或转向大量发射光， 而 相对小直径的负元件 28 可能会减少负元件 28 的效率。相应地， 负元件 28 直径相对于第一 反射器 24 直径之比应当得到平衡， 可选为 1 10 的比率。 0030 如图3-4中所示， 光照射到或相交于负元件28， 然后会聚在光焦平面44。 光从位于 第一反射器 24 的焦点 40 处的光源 22 发出。接着光反射离开第一反射器 24 朝向第二反射 器 26， 然后反射离开第二反射器 26 朝向具有凹的第一表面 46 的负元件 28。该折射光会聚 在位于图 3 中的负元件的第二表面 48 处的或位于图 。
28、4 中所示的负元件 28 中的焦平面 44。 0031 图 5-7 描述用于各种光任务的多个可能的配置。如图 5 中所示， 反射离开第二反 射器26的光照射到具有凹的第一表面46的负元件28。 折射光会聚在靠近用于产生准直光 束的球状元件50的焦平面44。 如图6中所示， 折射光基本上会聚在负元件和一个或多个光 纤 52 之间的界面上， 可选地用于光纤馈送。如图 7 中所示， 负或定形元件 28 包括用作定形 区域照明器的折射透镜， 其中定形元件28包括凹的第一表面46和凸的第二表面48， 焦平面 44 位于两者之间。 0032 在如图8中所示的第七实施例中， 高效光耦合器20进一步包括位于第。
29、一反射器24 和第二反射器 26 之间的折射介质 54。负元件 28 被描述为具有对准于第一反射器 24 的顶 端 36 的凹的第一表面 46 和用于产生准直光束的凸的第二表面 48 或半球状第二表面 48。 如图 9 中所示， 折射介质 54 可与第一反射器 24 一致并沿着在第一和第二反射器 24、 26 之 间建立的包围 38 中的第一反射器 24 延伸。这样， 折射介质 54 替代负元件 28 的功能。 0033 在图 10 所示的另一实施例中， 高效光耦合器 20 进一步包括光源 22， 第一 24， 第二 26， 第三 58 和第四二次曲线形反射器 56 以及负元件 28。光源 2。
30、2 位于第二和第四二次曲线 形反射器 26、 56 的顶端 30， 其共用公共轴 60 并以相反的方向分开。第一二次曲线形反射 器 24 包括第一反射器顶端 36 和允许从高效光耦合器 20 发射的光通过的孔径 34。第一二 次曲线形反射器24可操作地连接到第二二次曲线形反射器26以产生第一反射包围38。 以 类似的方式， 第四二次曲线形反射器 56 可操作地连接到第三二次曲线形反射器 58 以产生 第二反射包围62。 来自光源22的光反射离开第一二次曲线形反射器24朝向第二二次曲线 形反射器 26。以类似的方式， 来自光源 22 的光反射离开第三二次曲线形反射器 58 朝向第 四二次曲线形反。
31、射器56， 并再次朝向第三二次曲线形反射器58， 然后通过包围光源22的第 一和第二包围38， 62之间的开口64。 来自两个包围38， 62的光通过负元件28， 其如图10所 示， 包括发散的 ( 凹的 ) 第一表面 46 和会聚的 ( 凸的 ) 第二表面 48。附加的会聚透镜 66 被示出作为进一步聚焦来自高效光耦合器 20 的光以产生低 N.A. 光源。 0034 如上所述高效光耦合器装置为重成像器， 其中第一反射器 24 和第二反射器 26 在 成像点处重构光源22的发射特性。 改变系统N.A.的机会通过在光到达其焦平面44之前放 说 明 书 CN 102388327 A CN 102。
32、388340 A5/5 页 8 置负元件 28 而存在。放置于第一反射器 24 的顶端 36 的负元件 28 可以为广泛的多种元件 之一， 包括折射的， 衍射的， 全息的或反射的元件。N.A. 减少转换， 举例来说， 可为大约 1.72 到 1， 其中具有 0.95 的 N.A. 的光源被减少到 0.55 的 N.A.。极大地减少 N.A 是可能的， 但 是通常以像差控制为代价。 对本领域技术人员而言， 将认识到通过减少锥形光的N.A.， 可用 光的 “可用性” 将极大地增强。本领域技术人员将认识到存在通过使用折射率介质可以最 佳地实现的光性能要求。 0035 以上说明为本发明的当前实施例。 。
33、在不偏离所附权利要求给出的本发明的精神和 更宽的情况的前提下， 可以做出各种替换和改变， 所述权利要求应按照包括等同原则在内 的专利法的原则进行解释。 说 明 书 CN 102388327 A CN 102388340 A1/5 页 9 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102388327 A CN 102388340 A2/5 页 10 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 102388327 A CN 102388340 A3/5 页 11 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 102388327 A CN 102388340 A4/5 页 12 图 7 图 8 说 明 书。
34、 附 图 CN 102388327 A CN 102388340 A5/5 页 13 图 9 图 10 说 明 书 附 图 CN 102388327 A CN 102388340 A1/3 页 14 下面定义了本发明的实施例， 其中要求保护独占权利或特权 ： 1. 一种光耦合器转换系统， 包括 ： 第一反射器， 其中所述第一反射器为二次曲线形并包括第一反射器顶端和位于所述第 一反射器顶端处的孔径 ； 第二反射器， 其中所述第二反射器为曲线形并包括第二反射器顶端以及焦点并且与所 述第一反射器同轴， 其中所述第一和第二反射器相互面对 ； 光源， 大致位于所述第二反射器顶端 ； 以及 负元件， 对准。
35、于所述第一反射器顶端的所述孔径， 所述第二反射器焦点位于所述负元 件内和超出所述负元件的至少之一的位置。 2. 如权利要求 1 所述的光耦合器转换系统， 其中所述第一反射器包括第一二次曲线形 焦点， 其中所述光源被大致放置于所述第一二次曲线形焦点。 3. 一种光耦合器转换系统， 包括 ： 第一反射器， 其中所述第一反射器为二次曲线形并包括第一反射器顶端， 第一反射器 焦点和位于所述第一反射器顶端的孔径 ； 第二反射器， 包括第二反射器顶端且与所述第一反射器同轴， 其中所述第一和第二反 射器相互面对 ； 光源， 一般位于所述第二反射器顶端且一般位于所述第一二次曲线形焦点 ； 以及 负元件， 其对。
36、准于所述第一反射器顶端的所述孔径， 其中所述第二反射器为包括位于 所述负元件中的第二二次曲线形焦点的二次曲线形。 4. 如权利要求 3 所述的光耦合器转换系统进一步包括光输出， 其中所述光输出在汇聚 到焦平面前照射到所述负元件。 5. 如权利要求 4 所述的光耦合器转换系统， 其中所述焦平面位于所述负元件中。 6. 如权利要求 5 所述的光耦合器转换系统， 其中所述第一反射器和第二反射器可操作 地连接以形成第一包围。 7. 如权利要求 6 所述的光耦合器转换系统， 其中所述负元件包括双凹折射透镜。 8. 如权利要求 6 所述的光耦合器转换系统， 其中第一反射器和所述第二反射器进一步 包括位于其。
37、间的折射介质。 9. 如权利要求 6 所述的光耦合器转换系统进一步包括用于产生准直光源的靠近所述 负元件的球状折射元件。 10. 如权利要求 6 所述的光耦合器转换系统， 进一步包括光输出和用于接收所述光输 出的光纤。 11. 如权利要求 6 所述的光耦合器转换系统， 其中所述负元件包括用于产生准直光源 的半球形表面。 12. 如权利要求 1 所述的光耦合器转换系统进一步包括 ： 第三反射器 ； 第四反射器， 其面对所述第三反射器并可操作地连接所述第三反射器以形成第二包 围， 所述第四反射器包括连接所述第二反射器顶端的第四反射器顶端并包括通过该处的开 口， 其中来自所述光源的光被反射离开所述第。
38、一反射器和所述第三反射器。 13. 一种产生光输出的光耦合器， 所述光耦合器包括 ： 按照条约第19条修改的权利要求书 CN 102388327 A CN 102388340 A2/3 页 15 光源 ； 第一二次曲线形反射器， 包括第一顶端， 位于所述第一顶端的光孔径以及位于所述光 源处的第一二次曲线形焦点 ； 第二二次曲线形反射器， 其面对所述第一二次曲线形反射器并且可操作地连接所述第 一二次曲线形反射器以产生第一包围， 所述第二二次曲线形反射器包括第二顶端， 所述光 源实质上在所述第二顶端处在所述包围内相切于所述第二二次曲线形反射器 ； 以及 负元件， 对准所述第一二次曲线形反射器中的所。
39、述光孔径， 其中所述第二二次曲线形 反射器包括位于所述负元件中的第二二次曲线形焦点。 14. 如权利要求 13 所述的光耦合器， 其中所述光源具有在会聚到焦平面前进入所述负 元件的光输出。 15. 如权利要求 13 所述的光耦合器， 其中所述第二顶端与所述第一顶端分开第一距 离， 所述第一距离小于分离所述第二顶端和所述第二二次曲线形焦点的第二距离。 16. 如权利要求 13 所述的光耦合器， 其中所述第一二次曲线形反射器为抛物线形。 17. 如权利要求 13 所述的光耦合器， 其中所述负元件包括双凹折射透镜。 18. 如权利要求 13 所述的光耦合器， 进一步包括用于接收所述光输出的光纤。 1。
40、9. 如权利要求 13 所述的光耦合器， 其中所述负元件进一步包括用于产生准直光源的 半球状表面。 20. 如权利要求 13 所述的光耦合器， 其中所述第一和第二二次曲线形反射器形成连续 的模制结构。 21. 如权利要求 13 所述的光耦合器， 其中所述第一和第二二次曲线形反射器分别包括 第一和第二反射表面， 其中所述第一和第二反射表面包括抛光后的铝。 22. 一种光耦合器转换系统， 包括 ： 第一反射包围， 包括第一二次曲线形反射器和第二二次曲线形反射器， 所述第一二次 曲线形反射器包括第一顶端和位于所述第一顶端处的第一孔径， 所述第二二次曲线形反射 器包括第二顶端， 其中所述第一和第二二次。
41、曲线形反射器彼此面对并可操作地彼此连接 ； 第二反射包围， 包括具有第三顶端的第三二次曲线形反射器和具有第四顶端的第四二 次曲线形反射器， 其中所述第三和第四二次曲线形反射器彼此面对并可操作地彼此连接， 所述第二二次曲线形反射器的所述第二顶端与所述第四二次曲线形反射器的所述第四顶 端连接并限定穿过该处的开口， 其中所述第一反射包围通过所述开口与所述第二反射包围 成流体连通 ； 光源， 位于所述第二和第四二次曲线形反射器的所述顶端处 ； 以及 负元件， 其对准所述第一反射器的所述孔径。 23. 如权利要求 22 所述的光耦合器转换系统进一步包括光输出， 其中所述光输出在会 聚到焦平面前照射到所述。
42、负元件。 24. 如权利要求 22 所述的光耦合器转换系统， 其中所述第一二次曲线形反射器包括第 一二次曲线形焦点并且所述第三二次曲线形反射器包括第三二次曲线形焦点， 所述光源同 时位于所述第一二次曲线形焦点和所述第三二次曲线形焦点。 25. 如权利要求 22 所述的光耦合器转换系统， 其中所述第二二次曲线形焦点位于所述 负元件中。 按照条约第19条修改的权利要求书 CN 102388327 A CN 102388340 A3/3 页 16 26. 一种光耦合器转换系统， 包括 ： 第一曲线形反射器， 包括第一反射器顶端和位于所述第一反射器顶端处的孔径 ； 第二反射器， 其面对所述第一曲线形反。
43、射器 ； 光源， 靠近所述第二反射器， 所述光源包括光输出 ； 以及 负元件， 其对准所述第一反射器顶端的所述孔径， 其中所述负元件被放置使得由所述 第一和第二反射器反射的光输出相继地在汇聚到焦平面前进入所述负元件。 27. 如权利要求 26 所述的光耦合器系统， 其中所述第二反射器包括位于所述负元件内 或超出所述负元件的至少之一的位置的焦点。 28. 如权利要求 26 所述的光耦合器系统， 其中所述第二反射器包括顶端， 所述光源通 常被放置于所述第二反射器顶端。 29. 如权利要求 26 所述的光耦合器系统， 其中所述第二反射器包括焦点， 所述负元件 被放置使得由所述第二反射器反射的光输出在到达所述第二反射器焦点前进入所述负元 件。 30. 如权利要求 26 所述的光耦合器系统， 其中所述第二反射器用于会聚光输出到超过 所述第一二次曲线形反射器顶端的焦平面。 31. 如权利要求 1 所述的光耦合器转换系统， 其中所述光源包括光输出， 所述负元件被 放置使得由所述第二反射器反射的光输出在到达所述第二反射器焦点前进入所述负元件。 32. 如权利要求 1 所述的光耦合器转换系统， 其中所述光源包括光输出， 所述负元件被 放置使得由所述第二反射器反射的光输出会聚到超过所述第一反射器顶端的焦平面。 按照条约第19条修改的权利要求书 CN 102388327 A 。