Направленный ответвитель

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и позволяет расширить динамический диапазон измерения оптического сигнала из волокна. Световой пучок от лазера падает на градиентную линзу 2, формирующую перетяжку этого пучка на периферии входного торца градиентной линзы 3. Нанесение на нижний сегмент торца линзы 3 зеркального покрытия высотой h, равной диаметрусоогауссовой моды этой линзы, обеспечивает возвращение отраженного от входного торца света в волокно для его дополнительной подсветки. Отраженный от зеркального покрытия призмы .5 параллельный пучок фокусируется градиентной линзой 6 на фотодетектор 7. Оптическая ось линзы 2 смещена параллельно оптической оси линзы 3 на (Г R-oag/2(R - радиус линзы 3). 2 ил. g (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1422202 А 1 (51) 4 G 02 В 6/32

1 1

1 с

) н авто ском свиДЕтепьСТВМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ.(21) 4082742/24-10 (22) 12.05.86 (46) 07.09.88.Бюл. Ф 33 (71) Ленинградский политехнический институт им.M.И.Калинина (72) В.Г.Ильин, Г.О.Карапетян, H.Â.Ðåìèçîâ, P.Ã.ÕoðåíÿH и К.M.Ôðåéâåðò (53) 621.373.826:621.396 (088.8) (56) IEEE Journal of Quantum Elесt"

ronics, 1981, v.17, 11- 6, р.862-868. (54) НАПРАВЛЕННЫЙ ОТВЕТВИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к оптическому приборостроению и позволяет расширить динамический диапазон измерения оптического сигнала из волокна.

Световой пучок от лазера падает на градиентную лйнзу 2, формирующую перетяжку этого пучка на периферии входного торца градиентной линзы 3. Нанесение на нижний сегмент торца линзы 3 зеркального покрытия высотой

h, равной диаметрум, гауссовой моды этой линзы, обеспечивает возвращение отраженного от входного торца света в волокно для его дополнительной подсветки. Отраженный от зеркального покрытия призмы 5 параллельный пучок фокусируется градиентной линзой 6 на фотодетектор 7. Оптическая ось линзы

2 смещена параллельно оптической оси линзы 3 на d = R-о,/2(R — радиус линзы 3). 2 ил.

1422202

Изобретение относится к технической физике и оптическому приборостроению и предназначено для использования в волоконной оптике в часть

5 ности для исследования оптических волокон методом обратного рассеяния.

Цель изобретения — расширение динамического диапазона измерения оптического сигнала из волокна.

На фиг.1 приведена схема направленного ответвителя; на фиг.2 -- входной торец градиентной линзы, состыкованный с волокном.

Ответвитель содержит градиентную линзу 2, формирующую перетяжку пучка света, диаметр которой согласован с основной гауссовой модой градиентной линзы 3, собирающей излучение в волокно 4, призму 5 с зеркальным пок-ь0 рытием, градиентную линзу б, фокуси рующую излучение, фотодетектор 7.

Входной торец градиентной линзы, состыкованный с волокном, имеет зеркальное покрытие а. 25

Направленный ответвитель работает следующим образом.

Градиентная линза 2 формирует перетяжку светового пучка от лазера на периферии входного торца градиентной линзы 3. Диаметр перетяжки согласован с основной гауссовой модой градиентной линзы 3. Радиус этой фундаментальной моды рассчитывается по формуле

Г 1

41 о где пе тодятектор 7.

Пример. Параметры реальных вида д по о ормуля длина волны света; показатель преломления на оси градиентной линзы; константа в распределении показателя преломления п (r) и, (1-g r +.. „„ где r — радиус .

Гауссов пучок с диаметром 1О распространяется в среде с квадратичным распределением показателя преломления как единый луч, сохраняя свой диаметр, так как дифракционная рас-.ходимость пучка света компенсируется его сужением эа счет градиента пока-. зателя преломления. Длина градиентной линзы 3 равна четверти длины периодичности траектории распространения лучей в ней (четвертьволновый градан ), числовая апертура согласована с числовой апертурой исследуемого волокна 4. Свет попадает в волокно 4, расположенное по центру градиентной линзы 3. Часть света, отраженная от выходного торца градиент-. ной линзы 3 и входного торца исследуемого волокна 4, распространяется в градиентной линзе 3, так же как и падающий лучок, в виде единого луча, и попадает в точку у нижнего края входного торца градиентной линзы, диаметрально противоположную точке входа. Для того, чтобы отраженный свят не попадал на фотодетектор 7, а возвращался в волокно,.на нижний сегмент градиентной линзы 3 напыляется зеркальное покрытие ьфиг.2). Высота этого сегменга соответствует диаметру основной гауссовой мop»"., ЛУЧь, ОтРажЕНЧЫЙ О; ЭТОГО ПОКРЫТИЯ, проделывает обратный путь, Обеспечивая дополнительную подсветку исследуемого волокна. Свят, Обратно рассеянный волокном, коллимируется граданом

3, и параллельный лучок, отраженнь1й от зеркального покрытия призмы 5, фокусируется "чятвертьволновьгл" града" ном на фотодетектор 7., Высота грани призмы 5, обращенной к торцу градиентной линзы 3, такова„ что верхний сегмент торца градиентной линзы остается открытым для прохождения пучка света от источника излучения, Каличие дв -х сегментов на входном торце градана 3, один из которых не имев ят KoHTGKTB с приэ11011 5, Я другой имеет зеркальное по1;рытия, npHHollêò к ! тому, что не весь свят иэ воло:,"на ч попадает на ":,ярк=:ц 11ся покрытие

ПРИЭМЫ 5ь а СЛЕДОВатепг Но, И На фоэлементов направленного Ответгителя определяются парамя.рамн исследуемо1 О ВОлоl на 4 Для того 1 T06bl избе жать потерь энергии ь Грэдан 3 (фиг ) должен быть согласован llo апертуре с волокном, а диаметр основной гауссовой моды э.-ого градана должен быть согласован с днамя-.ром световядущей

>килы волокна. Еc::ln числовая апертура волокна NA = 0,2.», я диаметр святоведущей жилы <» =- 50 ;, мь приравнивая числовые аперт,.рь1 во11окна и . радана, можно рассчитать значения константы

1422202

NA

g п,R формулаизобретения рие. 2

Составитель Ю.Бородакий

Редактор И.Горная Техред Л.Олийнык Корректор О.Кравцова

Заказ 4428/47 Тираж 533 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. ужгород, ул. Проектная, 4 где R — радиус градиентной линзы.

Если градан имеет радиус R

1,5 мм, то g 0,094 мм, а его длина вычисляется по формуле л я а г и составляет 16,7 мм. Диаметр основной гауссовой моды для градана с

g 0,094 мм равен = 36 мкм.

Несмотря на то, что диаметр жилы волокна равен 50 мкм, а диаметр фундаментальной моды 72 мкм, потери вносимые этим рассогласованием, не превьппают 0,5 дБ в силу того, что распределение интенсивности света в пучке гауссово. Длина градана 2 зависит от того, насколько далеко отстоит выходной торец градана 2 от входного торца грацана 3, а также от значения параметра g для градана 2 ° Параметры градана 6 идентичны параметрам градана 3. Вносимые затухания при этом составляют величину

6,206.

Направленный ответвитель, содержащий призму с зеркальным покрытием и три градиентные линзы, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона измерения оптического сигнала иэ волокна, оптическая ось первой градиентой линзы смещена параллельно оптической оси второй градиентной линзы на расстояние о = R †. (u,/2, где R — радиус второй градйентной линзы; сов — диа20 метр гауссовой моды второй градиентной линзы, а на нижнем сегменте торца второй градиентной линзы нанесено зеркальное покрытие высотой