高通公司申请与多个天线阵列的透镜通信专利，实现无线通信的方法、系统和设备

金融界2024年1月30日消息，据国家知识产权局公告，高通股份有限公司申请一项名为“与多个天线阵列的透镜通信“，公开号CN117480686A，申请日期为2022年5月。

专利摘要显示，描述了用于无线通信的方法、系统和设备。通信设备可传送第一信号。第一信号可从通信设备的第一天线阵列通过通信设备的透镜在一方向上被传送。第一信号的一部分的能量可低于基于通信设备的第二天线阵列的位置的阈值。第一信号的该部分可对应于第一信号的反射与第二天线阵列的位置交叠的一部分。该通信设备可在第二天线阵列处并发地从另一方向接收第二信号，其中第二信号可基于透镜来被聚焦在第二天线阵列的方向上。

本文源自金融界

一文了解微透镜阵列在光学应用中的关键作用

本篇文章主要分享了本文将介绍微透镜阵列的定义、分类、排列方式、加工工艺以及应用领域，并着重介绍了微透镜阵列在光纤通信中的重要作用。预计阅读5分钟。

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微透镜阵列是一种由微小单元透镜排列构成的光学元件，它在光学应用中扮演着重要的角色。本文将介绍微透镜阵列的定义、分类、排列方式、加工工艺以及应用领域，并着重介绍了微透镜阵列在光纤通信中的重要作用。

微透镜阵列通过表面浮雕结构调制或利用折射原理改变入射光的传播方向和波相位，从而实现对光束的控制。

根据工作原理的不同，微透镜阵列分为折射型和衍射型。折射型微透镜基于传统的几何光学折射原理，当光线从一种透明介质传播到另一种折射率更高的介质时，它会改变传播方向，朝着折射率较高的区域弯曲。

折射率的大小决定了材料对光线折射的程度，折射率越高，入射光线被折射的能力越强。适用于成像、光束变换和光通信等领域；光路设计效果图：

而衍射型微透镜利用表面浮雕结构调制入射光的波相位，主要用于高阶像差矫正和光斑形状调制。光路设计效果图：

微透镜阵列的排列方式多种多样。单个式适用于光纤通信中的光纤耦合，单个微透镜与单根光纤相对应；单排式微透镜依次排成一排，用于多根光纤的耦合；M×N排列和六边形阵列可以提高使用效率；满布式则可以无限拓展，常见的微透镜形状有正方形、圆形、六边形等。

表1 阵列分布类型、特点和主要应用

实现微透镜阵列的关键是加工工艺。主要有两种常见的加工工艺：半导体晶圆工艺和精密模压。半导体晶圆工艺包括晶圆级光学镜头（WLO）和晶圆级玻璃（WLG），可实现高精度、高效率的加工；而精密模压则包括模压玻璃（MG）和模压树脂（MP），具备成本低、适用范围广等特点。微透镜阵列的功能多样化，其中一些重要的应用包括匀光和扩散功能。匀光功能可使光束能量均匀分布，实现更好的照明效果；

爱特蒙特公司（Edmund）的一种利用微透镜阵列光束匀化的原理

而扩散功能则可以调节视场角，使得观察和成像更加舒适和清晰。

一束激光经过扩散片后，变为25°*120°的超广角分布

炬光diffuser（左）；其他（右）。

微透镜阵列在光学应用中具有广泛的应用领域。其中，它在光纤通信中发挥着重要作用。通过微透镜阵列实现激光与光纤的高效耦合，提高了光纤通信系统的传输效率。

此外，微透镜阵列还常被应用于哈特曼传感器，用于波前分析和波前畸变监测。它还可用于激光光斑整形和匀光，通过微透镜阵列可以实现对激光光斑形状和均匀度的调控。

在中国，微透镜阵列的研究得到广泛关注和积极推进。中国科学院长春光学精密研究所、中科院光电技术研究所、中科院半导体所以及北京理工大学、华中科技大学和长春理工大学等单位都在开展相关研究工作。为了衡量微透镜阵列对光束的接受能力大小，引入了数值孔径这一概念。

数值孔径决定了微透镜对入射光的光角度接受范围，直接影响光纤耦合效率和光学系统性能。它的定义为：数值孔径（NA）等于透镜和被检测物体之间介质的折射率乘以孔径角半数的正弦值。可以表示为公式：NA = n * sin(α)，其中α为孔径角，也称为镜口角。孔径角决定了进入透镜的光通量的多少，因此与透镜的有效直径成正比，与离焦点的距离成反比。

换言之，孔径角越大，光线通过透镜的光通量就越大。这一参数在光学系统设计中至关重要，可以影响系统的分辨率、聚焦能力和光收集效率。为了控制和优化光学系统的性能，我们需要根据具体的应用需求来选择适当的数值孔径。

较大的数值孔径可以提供更高的分辨率和更好的聚焦能力，但同时也会增加系统的复杂性和成本。较小的数值孔径则可以降低系统的要求，并提供更大的深度焦点和更大的光收集范围。

综上所述，微透镜阵列作为光学应用中的关键元件，在光纤通信和激光技术等领域发挥着重要作用。随着技术的进步和研究的深入，微透镜阵列在光学系统中的应用前景将会更加广阔，并为光学领域的发展做出新的贡献。

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