Диафрагма волоконно-оптического устройства и способ ее изготовления
Изобретение относится к оптическому приборостроению и позволяет повысить точность выполнения размеров диафрагмы и повысить производительность ее изготовления. Диафрагма 4 выполнена в виде стеклянной пластины с чередующимися зонами из различных сортов стекла. Пластина вырезается из заготовки, состоящей из стеклянных трубок. После обработки пластины на ее внешней поверхности восстанавливают свинец на определенную глубину. Стекло в поверхностной зоне 5 становится непрозрачным, сердцевина же представляет собой оптически прозрачную для выбранного диапазона волн зону 6. 2 с. п. ф-лы, 9 ил.
Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано при разработке и изготовлении эндоскопов и других волоконно-оптических устройств. Цель изобретения повышение точности выполнения размеров диафрагмы и повышение производительности изготовления. На фиг. 1 изображена диафрагма с волоконно-оптическим устройством; на фиг. 2 диафрагма, вид с торца; на фиг. 3, 4 технологические стадии изготовления диафрагмы; на фиг. 5-7 различные формы выполнения диафрагм; на фиг. 8, 9 выполнение ориентирных отметок на диафрагмах. Устройство содержит пучок 1 (фиг. 1) оптических волокон, заключенный в корпус 2, и прилегающую к его плоскому торцу 3 диафрагму 4, выполненную в виде стеклянного диска, имеющего одну оптически непрозрачную зону 5 и вторую оптически прозрачную для выбранного диапазона длин волн зону 6. Кроме того, на границе зон 5 и 6 (фиг. 2) выполнена ориентирная отметка 7, 8 или группа ориентирных отметок 9, 10. Зона 5 диафрагмы 4 закрывает часть периферийных волокон пучка 1 и тем самым ограничивает поле зрения прибора. Ориентирные отметки 7, 8, 9 или 10 позволяют повысить идентичность сборки. В оптическом приборе, в котором будет использовано это устройство, ориентирные отметки будут способствовать обеспечению ориентированного наблюдения за деталями в поле изображения. Для изготовления диафрагмы используется способ, включающий нагрев и вытягивание заготовки в стержень 11 (фиг. 3), форма и размеры сечения которого соответствуют форме и размеру диафрагмы в плоскостях, перпендикулярных его оси 12, обрабатывают торцы 13 (фиг. 4) этих дисков 14 и на внешней поверхности 15 восстанавливают свинец на глубину до 5 мкм. Стекло, содержащее свинец, становится непрозрачным, а стекло, не содержащее его, остается прозрачным. Диафрагма может быть выполнена в виде полевой диафрагмы (фиг. 5), в виде диафрагмы-точки (фиг. 6), в виде ограничителя кадра (фиг. 7) или в виде любой другой более сложной фигуры. Форма и размер ориентирной отметки 7, 8, 9 и 10 в соответствующем коэффициенту перетяжки масштабе воспроизводится на заготовках: например на внутренней стенке трубки 16 для ориентирной отметки 8 фрезеруется канавка 17 (фиг. 8), для ориентирных отметок типа 7 или 10 на образующей штабика 18 (фиг. 9) фрезеруются канавки 19 и 20. Пример изготовления узла диафрагмирования. В качестве заготовки была взята одна трубка из свинецсодержащего стекла 6Ва4 с диаметрами: наружным 28+0,05 и внутренним 20+0,05 м и штабик из стекла ВС92 (не содержащего свинца) диаметром 20-0,05 мм. На штабике была нанесена канавка глубиной 1+0,1 мм с углом 60о (см. для примера канавку 19 на фиг. 9). Из таких заготовок были вытянуты стержни с наружным диаметром 3-0,3 мм и с диаметром сердцевины 2-0,05 м и длиной 100 мм. Далее 37 стержней были уложены в пакет параллельно друг другу и склеены воском. Полученный пакет был распилен алмазным кругом на 50 пластин толщиной 0,8 мм. Эти пластины были наклеены канифольно-восковой смесью на плоское стекло и первые поверхности отшлифованы и отполированы по известной технологии обработки стекла. Затем после разблокировки и промывки в бензине пластины снова были сблокированы на том же стекле (с помощью бальзамина) и были отполированы вторые торцы пластин до толщины 0,2-0,3 мм. Весь блок был промыт в бензине и ацетоне, в результате чего пластичны были отклеены от технологического стекла и разъединены на составляющие элементы. Все элементы были помещены в кварцевую кювету и в специальной печи при 400-450оС в среде водорода были выдержаны в течение 4 ч. В результате в стекле оболочек стержней, содержащих растворенный свинец, в поверхностном слое произошло восстановление свинца и стекло стало непрозрачным, стекло же сердцевины не изменило своей прозрачности. Таким образом, за один технологический цикл было получено одновременно 1850 полевых диафрагм, идентичных по размерам и по форме ориентирной отметке.
Формула изобретения
1. Диафрагма волоконно-оптического устройства, содержащая стеклянную пластину с непрозрачными зонами, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности выполнения ее размеров, диафрагма выполнена с чередующимися зонами из различных сортов стекла, при этом по крайней мере одна зона выполнена из стекла, в состав которого входит свинец в восстановленной форме. 2. Способ изготовления диафрагмы волоконно-оптического устройства, включающий нагрев и вытягивание в стержень определенного диаметра заготовки, состоящей из стеклянных трубок, внутри которых установлены стержни из стекла другого сорта, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности изготовления, стержень разрезают на пластины в плоскости, перпендикулярной его оси, обрабатывают плоскости пластины и чернят соответствующие участки путем восстановления в них свинца.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9
