Разветвитель оптических сигналов

 

Изобретение относится к световодным системам связи и позволяет уменьшить оптические потери в устройстве . В разветвителе жгуты передающих 6 и принимаюащх 7 световодов оптически связаны световодом-смесителем , выполненным в виде полого тела , заполненного жидкой оптически прозрачной средой. Показатели преломления среды и сердцевины световодов равны. Поступающий по одному из передающих световодов 6 оптический сигнал распространяется в световодесмесителе в виде совокупности лучей, перемешивающихся в сужающейся части и равномерно заполняющих его сечение . Часть оптического излучения, не попавшая в принимающие световоды 7, поступает на входные торцы дополнительных световодов 8, расположенные между принимающими световодами 7, и возвращается по ним через выходные торцы в световод-смеситель. 3 ил. ел ШШШ to со О) о 00 фи1.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (50 G 02 В 6/28

ОПИСЯНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А8ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3892292/24-10 (22) 05,05.85 (46) 15.03.87. Бюл. У !О (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) P. А. Тухватуллин, А. В, Лопатюк, О. Г. Филиппова, P. А. Шарипов, С, П. Ржевский и В. В. Крюков (53) 535.813(088.8) (56) Козание А,, Флере Ж,, Мэтр Г., Руссо М. Оптика и связь, М., 1984, с. 428.

Патент Великобритании Ф 1580627 кл, G 02 В 5/172, 1980, (54) РАЗВЕТВИТЕЛЬ ОПТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к световодным системам связи и позволяет уменьшить оптические потери в устÄÄSUÄÄ 1296981 Д 1 ройстве, В разветвителе жгуты передающих 6 и принимающих 7 световодов оптически связаны световодом-смесителем, выполненным в виде полого тела, заполненного жидкой оптически прозрачной средой, Показатели преломления среды и сердцевины световодов равны. Поступающий по одному из передающих световодов 6 оптический сигнал распространяется в световодесмесителе в виде совокупности лучей, перемешивающихся в сужающейся части и равномерно заполняющих его сечение, Часть оптического излучения, не попавшая в принимающие световоды 7, поступает на входные торцы дополнительных световодов 8, расположенные между прчнимающими световодами 7, и возвращается по ним через выходные торцы в световод-смеситель. Э ил.! 296981

Изобретение относится к области световодных систем связи, в частности к оптическим разветвителям, и может быть использовано для равномерного разделения мощности оптического сигнала между несколькими световодаMH.

Цель изобретения — уменьшение оптических потерь.

На фиг, 1 изображена конструкция 10 разветвителя оптических сигналов, общий вид; на фиг. 2 — световод-сме-. ситель, сечение в плоскости торцов принимающих световодов; на фиг. 3— то же, сечение,в плоскости наиболее удаленного от смесителя входного торца дополнительных световодов.

Разветвитель мощности оптических сигналов содержит корпус l два наконечника 2, две гайки 3 с противопо-20 ложной навивкой, полый световод-смеситель 4, жидкую оптически прозрачную среду 5, жгут передающих световодов.б, жгут принимающих световодов 7, дополнительные световоды 8, 25

Жгуты передающих и принимающих световодов 6 и 7 вместе с дополнительными световодами 8 вклеены в соответствующие наконечники 2, Выступающие из наконечников концы переда- 30 ющих, принимающих и дополнительных световодов вставлены в световод-смеситель 4 так, чтобы оси световодов и световода-смесителя были параллельными. Для предотвращения механических повреждений световод" смеситель и дополнительные световоды вставлены в корпус 1 и приклеены к нему изнутри. Наконечники 2 закрепляются гайками 3, которые завинчиваются в кор- 40 пус 1.

Разветвитель оптических сигналов работает следующим образом.

Оптический сигнал, поступающий по одному иэ световодов передающего жгу45 та 6 попадает в световод-смеситель 4 в виде совокупности лучей, угол наклона которых к оси световода-смесителя не превышает величины

° NA 50

8 arcsin (— -), с где NA — числовая апертура передающего световода;

n — показатель преломления мас териала сердцевины передающего световода и оптически прозрачной жидкости, заполняющей смеситель, 2

Распространяясь далее в сужающейся части световода-смесителя 4 лучи перемешиваются, равномерно заполняя сечение световода-смесителя и увеличивают предельный угол наклона к еro оси, так как числовая апертура световода-смесителя в наиболее узкой части больше числовой апертуры передаD ющих световодов в - раэ где 0

1 т диаметр входного конца световодасмесителя, D — диаметр наиболее уз" кой части световода-смесителя, Если выбрать показатель преломления стенки световода-смесителя меньше величины и„.„, вычисляемой по формуле

Д

Гв, и = )- --"(n — n )+ n оси 1t D 1 с о с °

1 где и „, - предельное значение показателя преломления стенки световода-смесителя; и — показатель преломления о оболочки передающих свеговодов, то лучи не покидают сердцевину световода-смесителя и распространяются в ней дальше, испытывая полное внутреннее отражение на границе жидкая оптически прозрачная среда — стенка полого световода-смесителя. Распространяясь далее в расширяющейся части световода-смесителя лучи продолжают перемешиваться и уменьшают угол своего наклона, равномерно заполняя световод-смеситель. Иэ общего потока Ф, оптического излучения, проходящего через световод-смеситель, в принимакнцие световоды попадает часть, определяемая выражением

C) к о

2 где S; - площадь, занимаемая торцами принимающих световодов;

8 — площадь сечения световодасмесителя, в котором расположены принимающие световоды, при условии, что Ь „ D . 1

Величина К,, равная К 1 а определяет часть потока оптического излучения,не попавшего в принимающие световоды. Эта часть оптического излучения по промежуткам между принимающими световодами и расширяющейся частью световода-смесителя, заполненными жидкой оптически прозрачной средой, поступает на входные тор) 29698 l личине

Ч p =к

А-A цы дополнительных световодов между плоскостью торцов принимающих световодов к входных торцов дополнительных световодов. Из К, части потока оптического излучения проходящего к входным торцам дополнительных световодов К части потока оптического излучения попадает в дополнительные световоды. Следовательно, S

К=

S -S г 1 где S - суммарная площадь торцов дополнительных световодов в плоскости их входных кон15 цов;

S — площадь световода-смесите1 ля в плоскости входных торцов дополнительных световодов.

Таким образом, К, К - часть потока ф оптического излучения попадает во входные концы дополнительных световодов и возвращается по ним к выходным концам дополнительных световодов, расположенным во входном конце световода-смесителя в одной плоскости с торцами передающих световодов, тем самым усиливая мощность потока Ф оптического излучения, поступающего в световод-смеси30 тель по передающим световодам, на

В ичину Ф.. К1 КФ Таким образом, по принимающим световодам будет распределяться поток излучения, равный

Ч»,=Ч +q> .K .Kocc Po(3++K К )-., Часть этого потока снова возвращается в световод-смеситель и усиливает распространяющийся поток на 4О величину

4 P, К, к, =Ч „(1 ° К, К ) К К

= Р(к, к +(к к) )

Повторяя эти р ассуждения, получаем что суммарный поток излучения по

1 световоду"смесителю будет равен веУ= P.+р. к,-к,+ч (к к ) +

+... + P. (к y, ) или

0 = ce (, ) =Р, n=O

Поток оптического излучения, попадающего в принимающие световоды, равен

Формула из обре те ния

Разветвитель оптических сигналов, содержащий передающий и принимающий жгуты световодов оптически связанные посредством световода-смесителя круглого сечения, имеющего участок сужения, отличающийся тем, что, с целью уменьшения оптических потерь, в разветвитель введены дополнительные световоды, входные торцы которых расположены ме:кду световодами принимающего жгута в промежутках между нные в расширенной части световода-смесителя, а выходные торцы расположены между световодами передающего жгута в одной плоскости с

его торцам, причем световод-смеситель выполнен в виде полого тела и заполнен жидкой оптически прозрачной средой с показателем преломления равным показателю преломления сердцевины Э световодов.

1296981

Составитель П. Оввян

Техред М.Ходанич Корректор А ° Обручар

Редактор А, Ревин

Заказ 776/49 Тираж 522 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Произвоцсгвенно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. !1роекгнал, 4