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度迅速发展，有两类光纤通信系统备受人们青睐，一类是长途干线光纤通信系统；另一类是局域网和用户回路光纤通信系统。
在光纤局域网和用户回路通信系统中，需要用到大量的光无源及有源器件，例如：光耦合器、波分复用器、光开关和光收发器件等等。这些器件无一例外使用了自聚焦透镜。
自聚焦透镜的特点
光线在空气中传播当遇到不同介质时，由于介质的折射率不同会改变其传播方向。传统的透镜成像是通过控制透镜表面的曲率，从而完成聚焦和成像功能的。
自聚焦透镜同普通透镜的区别在于，自聚焦透镜材料不仅能够使沿径向传输的光产生折射，而且其沿径向逐渐减小的折射率分布，能够实现出射光线被平滑且连续的汇聚到一点［2］。。

m
自聚焦透镜利用了梯度变折射率分布沿径向逐渐减小的变化特征［3］，其折射率变化由公式1表述。。
A
N(r)=N(1-r2)(1)
o2
公式(1)中：N——表示自聚焦透镜的中心折射率
O
D——表示自聚焦透镜的直径
A——表示自聚焦透镜的折射率分布常数

自聚焦透镜的主要参数
截距P——在自聚焦透镜中光束是沿正弦轨迹传播，完成一个正弦波周期的长度即成为一个截距P。
长度Z——自聚焦透镜的长度为透镜两端面轴心间的距离。折射率分布常数——自聚焦透镜的折射率沿径向分布常数。在此可以是A或丸。
数值孔径——孔径NA有两种表示方式，如公式(2)所示。
NA=nSina=a；;N2-N2(2)
mmO
公式(2)中：n——表示自聚焦透镜的中心折射率
O
N——表示入射光所在介质的折射率表示入射光线的最大孔径角
2自聚焦透镜的应用
由于自聚焦透镜具有端面聚焦及成像特性，以及圆柱状的外形特点，因而可以应用在多种不同的微型光学系统中，自聚焦透镜的主要功能有聚焦、准直和成像。
聚焦和准直
穿透透镜在聚焦时存在着结构尺寸大，结构复杂，聚焦光斑大，不能再端面聚焦的缺点()，但自聚焦透镜在聚焦时克服了这些缺点。根据自聚焦透镜的传光原理，对于Z=1/4P截距的自聚焦透镜，当从一端面输入是一束平行光时，经过自聚焦透镜后光线汇聚在另一端面上，由球差理论可得自聚焦透镜聚焦点光斑的尺寸公式为：
兀1
R=---f(NA)(3)
2N2
0
公式(3)中：R——为焦点处光斑的半径
NA——为数值孔径
f——为焦距
N°——为轴上的折射率
准直是聚焦功能的逆向运用。根据自聚焦透镜的传光原理，对于Z=1/4P截距的自聚焦透镜，当汇聚光从自聚焦透镜一端面输入时，经过自聚焦透镜后会转变成平行光线，。

光耦合
由于自聚焦透镜可以通过水平端面完成聚焦功能，加之其简单圆柱外形，使得其在进行光能量链接及转换中有着很广泛的用途，自聚焦透镜的这种聚焦功能使其能够应用于多种光耦合场所，例如：光纤和光源（）、光纤和光电探测器一级光纤和光纤之间的耦合等等。

为了达到更好的聚焦效果，会在平端面自聚焦透镜一端面加工一个1mm~3mm的曲面，。因此球面自聚焦透镜可减小聚焦光斑尺寸［4］。
，Z为自聚焦透镜的长度，L2为自聚焦透镜端面到光纤的距离。为了使光源或光纤发出的光经过自聚焦透镜聚焦后能够有效地耦合进光纤，需要调节L1和L2的距离来达到最佳耦合效率。但是，在实际耦合过程中，耦合效率要小于其理论值，其原因是耦合效率与器件的结构和使用方法有直接的关系。

单透镜成像
自聚焦透镜除了具备一般曲面透镜的成像功能还具备端面成像的特性。对于

P/。P/2截距的自聚焦透镜其端面成等大倒像，而1P截距的自聚焦透镜其端面成等大正像。对于P/4截距的自聚焦透镜物在无穷远处时象在其后端面（只要物距远远大于透镜长度时可理解为无穷远）。
自聚焦透镜阵列成像
自聚焦透镜阵列（）成像：当采用球面透镜组合传送大幅图象时，目的是为了得到的1:1的像，但是其共轭距一般是焦距的4倍。通过使用自聚焦透