Способ получения волоконно-оптического элемента, поворачивающего изображение

 

Изобретение относится к оптической промышленности и может быть использовано при изготовлении волоконно-оптических элементов - инверторов, преобразователей изображения, в частности, осуществляющих его поворот на 180^o. Изобретение направлено на обеспечение соосности торцов заготовки, исключение прогиба и образование утолщения и получение заданной длины зоны скрутки. На заготовку 1 надевают муфту из графита 2, закрепляют ее в приспособлении токарного типа 3 с помощью гипса. Заготовку 1 вместе с муфтой 2 нагревают печью 4 с электрической нагревательной спиралью 5, футерованной кварцевым стеклом 6. Когда температура в центральной части достигнет точки, при которой центральная часть заготовки размягчается, с помощью определенного груза 8, укрепленного на блоке 9, производят поворот заготовки.Угол поворота контролируется лимбом 10, зарепленным на оси с блоком 9 и стопором 12, муфту выполняют диаметром на 0,05 - 0,15 мм больше диаметра заготовки и длиной, равной или в 1,2 - 1,5 раза большей заданной зоны скрутки. 3 ил. 1 табл.

Изобретение относится к оптической промышленности и может быть использовано при изготовлении волоконно-оптических элементов инверторов, преобразователей изображения, в частности, осуществляющих его поворот на 180^o. Жесткие волоконно-оптические элементы (ВОЭ), передающие изображение, состоят из спеченных, параллельно уложенных стеклянных оптических волокон диаметром 5-30 мкм. Такой элемент передает изображение с входной плоскости на выходную без изменения. В настоящее время требуются ВОЭ, трансформирующие передаваемое изображение, в частности поворачивающие его на заданный угол 180^o. Поворот изображения сопровождается изменением структуры ВОЭ, а именно происходит скручивание пучка волокон вокруг продольной оси заготовки, не нарушая параллельности укладки волокон и смещения центров входной и выходной плоскостей. Для осуществления скручивания спеченная из параллельно уложенных волокон заготовка разогревается до температуры размягчения материала, после чего производят поворот закрепленных жестко торцов на заданный угол. Целью изобретения является обеспечение соосности торцов заготовки, исключение прогиба и образования утолщения и получение заданной длины зоны скрутки. На фиг. 1 изображена заготовка оптических волокон, имеющих противоположные концы, геометрически смоделированные как принимающие и выдающие изображения; на фиг.2 установка для получения волоконно-оптического элемента, общий вид; на фиг.3 волоконно-оптический элемент, изготовленный предлагаемым способом. На заготовку 1 надевают муфту из графита 2, закрепляют ее в приспособлении 3 токарного типа с помощью гипса. Заготовку 1 вместе с муфтой 2 нагревают печью 4 с электрической нагревательной спиралью 5, футерованной кварцевым стеклом 6. Момент размягчения стекломассы контролируется термопарой 7. Когда температура в центральной части достигает точки, при которой центральная часть заготовки 1 размягчается, с помощью определенного груза 8, укрепленного на блоке 9, производят поворот заготовки. Угол поворота контролируется лимбом 10, закрепленным на одной оси с блоком 9 и стопором. Сравнение параметров известного и предложенного способов представлено в таблице. Способ осуществляется на установке (см. фиг.2), в которой в качестве дополнительного приспособления используется муфта из графита, и включает следующие последовательные операции: надевание муфты на заготовку оптических волокон на предлагаемую зону разогрева заготовки; закрепление концов заготовки с муфтой в приспособлении токарного типа с помощью гипса; установку заготовки с муфтой в зону разогрева электрической печи либо путем перемещения приспособления токарного типа, либо перемещением электрической печи; разогрев печи до температуры трансформации материала заготовки; скручивание под действием груза размягченной части заготовки, ограниченной муфтой из графита, на любой заданный угол до 180^oС; извлечение заготовки с муфтой из электрической печи и перенос в печь отжига; отжиг заготовки с муфтой и снятие муфты с заготовки. Нижний допуск на диаметр муфты не может быть менее 0,05 мм, поскольку этот допуск является минимально возможным посадочным допуском для посадки (надевания) муфты на заготовку, подготовленную путем механической обработки с шероховатостью поверхности по ОСТ 3-2439-74. Увеличение диаметра муфты до более чем 0,15 диаметра заготовки недопустимо, так как приводит к тому, что первоначальный размер (диаметр) заготовки в зоне разогрева при большом зазоре увеличивается до размера (диаметра) муфты, так как жестко закрепленная заготовка слегка подпружинена с торцов, в результате чего происходит образование наплыва. После механической обработки (кругления) часть периферийных волокон заготовки (наплыв), выходящих за верхний ограничительный предел размера муфты, будет срезана, что приведет к уменьшению поля зрения при передаче изображения в торец (см. фиг. 1). При использовании муфты длиной, меньшей чем длина зоны скрутки, наблюдается увеличение поперечных размеров заготовки в размягченной зоне, выходящей за пределы муфты, так как длина зоны больше длины муфты. Это приводит к дополнительным искажениям в периферийных волокнах, приводящих к искажению передаваемого изображения по краю. Муфта, имеющая длину, равную длине зоны скручивания, применяется тогда, когда длина готового волоконно-оптического элемента соизмерима с зоной скручивания и нужно иметь четкую границу зоны скручивания, обеспечивающую при последующей механической обработке (резке) заготовки выход на торцы не скрученных, а параллельно расположенных световодов. Когда длина готового элемента много больше длины зоны скручивания, используют муфту длиной в 1,2 1,5 раза больше длины зоны скручивания. При этом сохраняются все параметры, связанные с передачей изображения готового волоконно-оптического элемента. Увеличение длины муфты до более чем в 1,5 раза по отношению к зоне скручивания приводит к разогреву концов заготовки, что отрицательно влияет на жесткость крепления заготовки, приводит также к дополнительной деформации заготовки в местах крепления и вызывает искажения угла поворота изображения. ТТТ1

Формула изобретения

Способ получения волоконно-оптического элемента, поворачивающего изображение, включающий вытягивание оптических волокон, спекание их в заготовку, крепление заготовки в поворотном устройстве, разогрев до температуры трансформации материала и поворот жестко закрепленных торцов заготовки на заданный угол с одновременным ее сжатием вдоль оси, отличающийся тем, что, с целью обеспечения соосности торцов заготовки, исключения прогиба, образования утолщения и получения заданной длины зоны скрутки, перед креплением заготовки в поворотном устройстве на нее надевают выполненную из не смачивающегося стеклом материала муфту диаметром, на 0,05 0,15 мм больше диаметра заготовки, и длиной, равной или в 1,2 1,5 раза большей зоны скрутки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5