Устройство для ввода излучения лазера в оптическое волокно

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИЗЛ ЧЕНИЯ ЛАЗЕРА В ОПТИЧЕСКОЕ ВОЛОКНО содержащее держатель оптического локна, цилиндрический корпус, юст ровочное устройство, размещенное 77 /4 / корпусе, и прижимную гайку, контактирзпощую с юстировочньм устройством, отличающееся тем, что, с целью уменьшения потерь излучения и повьшения надежности, в устройство введен щитандрический переходник, в котором закреплены держатель оптического волокна и линза, переходник установлен в юстировочное устройство , выполненное в виде цилиндрической втулки с кольцеобразным шаровым приливом на конце и с кольцевой наружной выемкой в середине, при этом в боковой стенке корпуса напротив кольцевой выемки втулки установлешл винты со стопорными гайками, линза и оптическое волокно расположены соосно , a центр входного сечения волокна находится в фокусе линзЫ.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСОУБ ЛИК (я)4 С 02 В 6 42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, 1f

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3668447/24-10 (22) 02. 12.83 (46) 15.10. 86. Бюл. Ф 38 (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт радиотехники и электроники АН СССР (72) В.А. Королев и А.И. Молев (53). 535.89(088.8) (56) Патент Великобритании

У 2076993, кл. 0 02 В 5/14, кл. С 2 J опублик. 1981.

Патент ФРГ Ф 2918024, кл. С 02 В 7/26, .опублик. 1980. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИЗЛУЧЕНИЯ ЛАЗЕРА В ОПТИЧЕСКОЕ ВОЛОКНО, содержащее держатель оптического волокна, цилиндрический корпус, юсти-. ровочное устройство, размещенное в

SU„ 960 А корпусе, и прижимную гайку, контактирующую с юстировочиым устройством, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения потерь излучения и повышения надежности, в устройство. введен цилиндрический переходник, в котором закреплены держатель оптического волокна и линза, переходник установлен в юстировочное устройство, выполненное в виде цилиндрической втулки с кольцеобразным шаровым приливом на конце и с кольцевой наружной выемкой в середине, при этом в боковой стенке корпуса напротив кольцевой выемки втулки установлены винты со стопорными гайками, линза и оптическое волокно расположены соосно, а центр входного сечения волокна находится s фокусе линзы.

t 11

Изобретение относится к волоконной оптике, а именно к конструкции ввода излучения лазера, преимущественно мощного, в оптическое волокно, Известно устройство для ввода мощного излучения лазера в оптическое волокно. Устройство имеет втулку с зафиксированными внутри линзой и входной частью оптического волокна, которые расположены друг относительно друга с большой точностью так, что коллимированный пучок излучения, падающий соосно на линзу, фокусируется соосно в центр входного торца оптического волокна. Втулка вставлена в цилиндрический пере1 одник, монтируемый на лазере соосно с его оптической осью излучения.

На практике различные экземпляры лазеров дают излучение, направление распространения которого в каждом, случае неидентичиое. В условиях серийного производства для соосного выставления цилиндрического переходника относительно оптической оси лазера необходимо проведение юстировочных манипуляций, непредусмотренных в данной конструкции.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является устройство для ввода излучения лазера в оптическое волокно, содержащее держатель с оптическим волокном, линзу, цилиндрический корпус, юстировочное устройство, размещенное в этом корпусе, и прижимную гайку, контактирующую с юстировочным устройством.

Недостатками этого устройства являются большие потери излучения при вводе в оптическое волокно и его сравнительно низкая надежность. При недостаточно точной установке указанного устройства относительно лазера возможно угловое несовпадение оси пучка лазерного излучения и оптической оси линзы.

Целью изобретения является уменьшение потерь излучения и повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для ввода излучения лазера в оптическое волокно, содержащее держатель оптического волокна, линзу, цилиндрический корпус, юстировочное устройство, размещенное в корпусе, и прижимную гайку, контактирующую с юстировочным устройством, введен цилиндрический переходник, в котором закреплены держатель оптичес57960 3

5

l5

45 кого волокна и линза, переходник установлен в юстировочное устройство, которое выполнено в виде цилиндрической втулки с кольцеобразным шаровым приливам на конце и с кольцевой на" ружной выемкой в середине, при этом в боковой стенке корпуса напротив кольцевой выемки втулки установлены винты со стопорными гайками, линза и оптическое волокно расположены соосно„ а центр входного сечения волокна находится в фокусе линзы.

На чертеже изображено предлагае- мое устройство в разрезе.

Устройство имеет держатель 1 с оптическим волокном 2, центр входного сечения которого с большой (микронной) точностью совпадает с точкой фокуса линзы 3, цилиндрический корпус 4, юстировочное устройство 5 и прижимную гайку 6. Держатель 1 с оптическим волокном 2 и линза расположены соосно в цилиндрическом переходнике 7, вставленном в юстировочное устройство 5, выполненное в виде цилиндрической втулки, на внешней боковой поверхности которой в средней части имеется кольцевая выемка 8, на одном конце выполнен кольцеобразный прилив 9 с шаровой поверхностью, .контактирующей с внутренней цилинд рической поверхностью корпуса 4, а на другом конце — фланец 10 для saxвата прижимной гайкой 6, жестко соединяющий переходник 7 с юстировочным устройством 5 > В боковую поверхность корпуса 4 вкручены винты 11 со стопорными гайками 12, взаимодействующие своими концами 13 с кольцевой выемкой 8 и расположенные, например радиально попарно, перпендикулярно друг другу, а на его торце закреплен кольцевой фиксатор 14, контактирующий с торцовой поверхностью прилива 9. Закрепление держателя 1, линзы 3, кольцевого фиксатора 14 и в целом устройства может быть выполнено соответственно вкладышем 15, кольцом 16, винтами 17 и 18.

Устройство работает следующим сбразом..

Сборку, содержащую корпус 4 и юстировочное устройство 5, устанавливают приблизительно на оптической оси лазера и закрепляют относительно него с помощью винтов 18. В юстировочное устройство 5 вставляют переходник 7, где его закрепляют прижимной гайкой 6. Перемещением винСоставитель

Редактор С. Титова Техред А.Кравчук Корректор О. Луговая

Заказ 5588/2 Тираж 501 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

1роиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 11579 тов 11 осуществляют угловое вращение юстировочного устройства 5 относительно центра сферической поверхнос.ти грилива 9 по двум взаимно перпендикулярным координатам. В момент углового совпадения оптической оси линзы 3 с осью пучка лазерного излучения происходит попадание и эффективный ввод излучения в оптическое волокно 2. Фиксация достигнутой ориентации юстировочного устройства 5 осуществляется за счет вкручивания винтов 17 и стопорения гаек 12. Точность ввода лазерного излучения в оптическое волокно (и соответствующие потери) контролируется стандартным измерителем по достижению максимального уровня мощности излучения иа выходе оптического волокна 2. и

В устройствах ввода лазерного излучения апертуры оптического волокна и линзы должны быть согласованы, т .е.

60 4 при соосном расположении последних а излучение попадает на плоскость торца оптического волокна (относительно нормали) под углом, не превышающим соответствующий угол полного внутреннего отражения излучения в оптическом волокне. При угловом несовпадении оси пучка лазера и оптической оси линзы потери излучения возрастают и возможен выход из строя входной части оптического волокна. В данном устройстве вращение юстировочного устройства при угловом несовпадении оси пучка лазера и оптической оси линзы не ведет к.увеличению угла падения излучения относительно норма" ли к плоскости торца оптического волокна. Ввод излучения в оптическое волокно происходит с минимальными потерями, так как угол падения лазерного излучения на торец оптического волокна не превышает апертурного угла оптического волокна.