Волоконно-оптический ответвитель с регулируемым коэффициентом ответвления

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 72 А1 (51) 4 С 02 В 27 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3929171/24-10 (22) 12.07.85 (46) 23.06.87. Бюл. ¹ 23 (72) Е.А.Балашова, В.М.Смирнов и Л.И.Скворцов (53) 621.372.8.029.7 (088.8) (56) Патент Японии № 56-17642, кл. Ci 02 В 5/14,,С 02 В 27/10, Uchida Т., i Kobayaschi К, micro-Optic Circuitry for Fiber

Communication. — Optical Devices

Fibers, 1982, р. 180-182. ,Rosenberger D. Microoptic Passive

Devices for Multimode Optical Fiber

Communication Systems. — Siemens

Forsch. — u Entw. — Ber, 1979, р.125129. . Оптический ответвитель с использованием градиентных стержней. The

Transactions of the ХЕСЕ of Japan, Ч.Е-60, № 7, July, 1977, р.347-348. (54 ) ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ОТВЕТВИ ТЕЛЬ

I .(57 ) Изобретение предназначено для .разветвления оптического информационного потока и позволяет уменьшить потери оптической мощности в ответвителе. Ответвитель содержит три градиентные линзы 1-3, одна из которых выполнена с плоской поверхностью, на которую нанесено отражающее покрытие. Эта поверхность линзы 3 перпендикулярна плоскости соединения . линз 1, 2. Световой поток, поступающий по входному волокну 4, направляется линзой 3 на торцовые поверхности линз 1,2, собирающие световые лучи соответственно в выходные волокна 5 и 6. Радиус апертурной области линзы 3 равен общей хорде апертурных областей линз 1,2. 2 ил.

1318972

NA

S = 0,865 и,-!А

Изобретение относится к оптике, предйазначено для разветвления оптического информационного потока и может быть использовано в волоконно-оптических линиях связи, в частности — в аппаратуре контроля информации.

Цель изобретения — уменьшение потерь оптической мощности в ответвителе с регулируемым коэффициентом ответвления.

Сущность изобретения заключается в формировании такого светового пятна на выходе градиентной линзы от входного волокна, которое не выхо- 15 дит за пределы апертурных областей выходных волокон почти во всем диапазоне регулировки.

На фиг.1 показана конструкция оптического ответвителя; на фиг.2 схема поясняющая его работу.

Ответвитель (фиг.1 ) содержит три градиентные линзы, каждая длиной в четверть периода синусоидальной траектории светового луча. Линзы 1 и 2 имеют плоскости, параллельные оптическим осям, и соединены этими плоскостями. В торец к этим линзам подстыкована третья градиентная линза

3, имеющая плоскую поверхность, проходящую по оптической оси, на которую нанесено отражающее покрытие..

Линза 3 расположена так, что плоская поверхность ее перпендикулярна плоскости соединения градиентных линз 35

1 и 2. Выходное 4 и выходные 5 и 6 волокна подстыкованы к свободным торцевым поверхностям градиентных линз

3,1 и 2 соответственно без наклона.

При этом входное вопокно 4 расположе- 40 но непосредственно вблизи плоской поверхности градиентой линзы 3. Расстояния от оптических осей градиентных линз 1 и 2 до плоскости их соединения определяются расчетным пу- 45 тем по формуле

Свет по входному волокну 4 поступает в градиентную линзу 3 и, проходя в ней, частично непосредственно, а частично отражаясь от плоской поверхности падает на торцевые поверхности линз 1 и 2..Область света на выходе линзы 3 имеет вид полукруга и расположена в пределах апертурных областей выходных волокон.

На фиг.2 сплошной линией показаны алертурные области выходных волокон 5 и 6, пунктирной — область све-та, создаваемая на выходной поверхности градиентной линзы 3. Часть света, попадающая в градиентную линзу 1, собирается ею в выходное волокно 5, попадающая в градиентную линзу 2 в волокно 6.

При перемещении градиентной линзы

3 перпендикулярно. плоскости соединения линз 1 и 2,меняется коэффициент ответвления К от 0 до 1, при этом световое пятно не выходит эа границы апертурных областей почти во всем диапазоне регулировки коэффициента (положения I u II на фиг.21, и лишь в предельном положении (III на фиг.2) часть светового пятна выходит за границу апертурных областей, вызывая незначительные потери оптической мощности, Формула изобретения

Волоконно-оптический ответвитель с регулируемым коэффициентом ответвления, содержащий три градиентные . четвертьволновые линзы, две из ний выполнены с плоскими поверхностями, параллельными их оптическим осям, и соединены одна с другой этими плоскостями, третья установлена в контакте с торцами первых двух с возможностью смещения по ним, входное и выходные волокна установлены в кон такте с вторыми торцами линз соответственно, а в первых двух линзах расстояния от оптических осей до плоскости соединения этих линз определяются зависимостью где NA и

NA

S = К вЂ” — >

n, À

0,865где NA— и о

А

К числовая апертура волокна; показатель преломления градиентной линзы на оси; постоянная градиентности; постоянный коэффициент, рассчитанный из условия нахождения светового пятна в прецелах апертурных областей. числовая апертура волокна; показатель преломления градиентной линзы на оси; постоянная градиентности; коэффициент, характеризующий степень перекрытия апер13

Фиг. 2

Составитель А.Миронос

Редактор В.Данко Техред М.Ходанич Корректор А.Зимокосов

Заказ 2508/40 Тираж 521 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4.турных областей первых двух линз третьей, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь оптической мощности, третья градиентная линза выполнена с плоской поверхностью, с отражающим слоем, проходящей по

18972 4 оптической оси линзы перпендикулярно плоскости соединения первых двух линз, радиус апертурной области третьей градиентной линзы

NA

r †- и равен общей хорде аперno4Ü турных областей первых двух линз.