Микрооптический согласующий элемент и способ его изготовления

 

Изобретение относится к элементам волоконно-оптических линий связи и позволяет улучшить оптические характеристики и повысить качество согласующего элемента, а также расширить технологические возможности. Излучение, несущее информацию, попадает на сферическую микролинзу 2, которая фокусирует данное излучение непосредственно на торце световода, который находится в непосредственной близости к оправе 1. Внутреннюю полость оправы 1 под установку микролинзы формируют посредством сферического инструмента, установленного на винте 10. После удаления сферического инструмента из отверстия 3 оправы 1 в полость отверстия устанавливают микролинзу 2, а на винт 10 устанавливают комбинированный пуансон 9. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к элементам волоконно-оптических линий связи. Целью изобретения является улучшение оптических характеристик и повышение качества согласующего элемента, а также расширение технологических возможностей. На фиг. 1 представлена схема микрооптического согласующего элемента; на фиг. 2 устройство для изготовления микрооптического согласующего элемента. Микрооптический согласующий элемент содержит оправу 1, в которую запрессована сферическая микролинза 2. Микрооптический согласующий элемент работает следующим образом. Излучение I, несущее информацию, попадает на сферическую микролинзу 2, которая фиксирует данное излучение непосредственно на торце световода, который находится в непосредственной близкости к оправе 1. Способ изготовления микрооптического согласующего элемента состоит в следующем. После изготовления сферической микролинзы внутреннюю полость оправы под установку микролинзы формируют посредством пластического деформирования сферическим инструментом, а установку микролинзы осуществляют запрессовкой во внутреннюю полость оправы с натягом Δ2 + 0,001d, где Δ натяг в соединении, мкм; d диаметр сферической микролинзы, мкм; 2 экспериментально установленная величина натяга, мкм, которая обеспечивает неразъемность соединения микролинз диаметром от 250 до 2500 мкм с оправой в заданном интервале температур ( 100^оС); 0,001 коэффициент, учитывающий приращение натяга в зависимости от изменения диаметра сферической микролинзы. При этом производят одновременный контроль расстояния от поверхности микролинзы до торца оправы и величины натяга посредством измерения усилия запрессовки, причем последнее не должно превышать Р_з 0,8-1,2 Р₀, где Рз усилие запрессовки, г; Р₀ расчетное усилие запрессовки, г. После этого производят дополнительное закрепление микролинзы в оправе посредством нанесения просветляющего покрытия с обеих сторон оптического изделия. В процессе изготовления осуществляют контроль расстояния от поверхности микролинзы до торца оправы, определяемое из соотношения S= посредством измерительного устройства с щупом, который контактирует с микролинзой, а также контролируют величину натяга посредством измерения величины усилия запрессовки. Причем усилие запрессовки должно быть в пределах 0,8-1,2 расчетного усилия. Для предохранения поверхности микролинзы от повреждений, которые могут возникнуть в процессе контактирования с щупом и наконечником-толкателем, на торцах последних нанесено специальное эластичное покрытие (установлена эластичная прокладка). Осуществляется способ изготовления оптических изделий следующим образом. Изготавливают оправу 1 с отверстием 3, внутреннюю полость которого формируют посредством пластического деформирования сферическим инструментом. В отверстии оправы 1 размещают сферическую микролинзу 2, которую устанавливают и закрепляют посредством запрессовки с натягом. При этом для обеспечения заданных оптических параметров размещения фокусного пятна на торце оправы и осуществления контроля величины натяга, производят одновременный контроль расстояния от поверхности микролинзы до торцовой поверхности оправы, которое вычисляют по формуле S= Fʹ -R R и измеряют усилие запрессовки. После запрессовки микролинзы 2 в оправу 1 производят дополнительное закрепление ее посредством нанесения просветляющего покрытия с обеих сторон оптического изделия. В процессе нанесения просветляющего покрытия происходит нанесение указанного покрытия на оптические поверхности микролинзы 2 и на поверхности отверстия 3 оправы 1. За счет нанесения просветляющего покрытия натяг увеличивается на 0,8-1,2 мкм, что повышает качество закрепления микролинзы в оправе. Способ изготовления микрооптического согласующего элемента реализуется посредством устройства, содержащего корпус 4, в котором установлено приспособление 5 для центрирования и фиксации оправы 1 с микролинзой 2 с помощью прижимов 6, измерительный механизм 7 с щупом 8, которые предназначены для осуществления контроля расстояния от поверхности микролинзы до торцовой поверхности оправы в процессе запрессовки, а также комбинированный пуансон 9, установленный на приводном винте 10 и соединенным шлангом 11 с пневмосетью. Воздух, поступающий от пневмосети в комбинированный пуансон 9, проходит через блок фильтра со стабилизатором давления 12 и манометр 13. Отсчет величины изменения давления, которое возникает при запрессовке микролинзы, производится посредством пневмоэлектроконтактного преобразователя 14. Указанное устройство работает следующим образом. Оправу, в которой предварительно выполнено отверстие, устанавливают в приспособление 5 и фиксируют подпружиненными прижимами 6, а затем формируют внутреннюю полость отверстия 3 посредством сферического инструмента, установленного на винте 10. Причем, сферический инструмент не проталкивают сквозь отверстие 3 во избежание выдавливания металла на торцовой поверхности оправы 1 и не доводят его до торца оправы на расстояние, равное фокусному расстоянию устанавливаемой микролинзы. После удаления сферического инструмента из отверстия 3 оправы 1 в полость отверстия устанавливают микролинзу 2, а на винт 10 вместо сферического инструмента устанавливают комбинированный пуансон 9, соединенный шлангом 11 с пневмосетью (не показано). При поступательном перемещении пуансона 9, передаваемого винтом 10, торцовая поверхность наконечника-толкателя контактирует с поверхностью микролинзы и осуществляет запрессовку последней в оправу 1.

Формула изобретения

1. Микрооптический согласующий элемент, включающий закрепленную в полости оправы сферическую микролинзу с просветляющим покрытием, отличающийся тем, что, с целью улучшения оптических характеристик и повышения качества согласующего элемента, микролинза запрессована в оправе так, что расстояние от поверхности микролинзы до выходной торцовой поверхности оправы определяется из соотношения где R радиус микролинзы, мкм; n показатель преломления материала микролинзы, а на поверхность внутренней полости оправы с обеих сторон микролинзы нанесено просветляющее покрытие. 2. Способ изготовления микрооптического согласующего элемента, включающий изготовление сферической микролинзы и металлической оправы с внутренней полостью, в которую устанавливают микролинзу и просветление оптических поверхностей, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей и повышения качества согласующего элемента, микролинзу изготавливают с последующим полированием, внутреннюю полость оправы формируют посредством пластического деформирования сферическим инструментом, а установку микролинзы осуществляют запрессовкой во внутреннюю полость оправы с натягом Δ=2+0,001d, где d диаметр микролинзы, мкм, причем при запрессовке микролинзы осуществляют контроль расстояния от поверхности микролинзы до торца оправы, после чего производят одновременное нанесение просветляющего покрытия, как на микролинзу, так и на внутреннюю поверхность оправы с обеих сторон оптического элемента.

РИСУНКИ

Рисунок 1