Способ формирования микролинзы на торце оптического волокна

 

Изобретение относится к технике оптической связи и может быть использовано для изготовления согласующих микролинз на торцах оптического волокна . Цель изобретения - ускорение и повышение точности изготовления с заданным радиусом кривизны, Торец оптического волокна оплавляют импульсами теплового излучения, между которыми вводят в оптическое волокно излучение лазера через оплавляемый торец под углом (J , регистрируют уровень мощности прошедшего через оптическое волокно излучения. Приведены соотношения радиуса кривизны микролинзы и угла (D , 1 ил,

QOO3 COSETCHHX

Н

РЕСПУБЛИН

А1

@gal С 02 В 6/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4746663/10 (22). 06,10,89 (46) 30,10.91. Бюл, Р 40 (71) Ростовский научно-исследовательский институт радиосвязи (72) И,В,Смирнова и С.В.Сапелкин (53) 681.7.068(088.8) (56) Патент США Р 4510005, кл, С 02 В 5/ 14, опублик. 1985.

IEEE Journal of Quantum Electronics, 1980, ч. QE 16, Р 10, р, 10671072. (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ИИКРОЛИНЗЫ

НА ТОРЦЕ, ОПТИЧЕСКОГО ВОЛОКНА (5Z) Изобретение относится к технике

Изобретение относится к технике оптической связи и может быть использовано для изготовления согласующих . микрооптических элементов, а именно микролинэ, на торцах оптического волокна (ОВ), Целью изобретения является ускорение и повышение точности изготовления микролинэ с заданным радиусом, кривизны.

На чертеже показана схема установки для реализации предлагаемого способа формирования микролинзы на торце оптического волокна, Способ включает следующие операции: — с помощью инструмента для резки конец оптического волокна (ОВ) срезают в плоскости, перпендикулярной оси оптического волокна; — с помощью электрической дуги торец оптического волокна оплавляют импульсами теплового излучения;

„«Я0„„6882. б

2 оптической связи и может быть использовано для изготовления согласующих микролинз на торцах оптического волокна, Цель изобретения — ускорение и повышение точности изготовления с заданным радиусом кривизны, Торец оптического .волокна оплавляют импульсами теплового излучения, между которыми вводят в оптическое волокно излучение лазера через оплавляемый торец под углом (, регистрируют уровень мощности прошедшего через оптическое волокно излучения, Приведены соотношения радиуса кривизны микролинэы и угла (, 1 ил, — после каждого импульса через оплавляемый торец вводят в оптическое волокно излучение лазера под углом Ч" .к оси оптического волокна, а на другом конце регистрируют уровень мощности прошедшего через оптическое волокно излучения лазера, По достижении максимума уровня мощности прошедшего через оптичес9 ( кое волокно излучения лазера, оплавление торца ОВ прекращают, так как достигнута оптимальная форма микролинзы на оплавляемом конце ОВ, При этом угол ц> и радиус кривизны г микролинзы определяют по формуле, При таком расположении луча лазера относительно оси оптического волокна, на торце которого формируют микролинзу, следует, что для гоп„ = о

= го„т Zo„ намного больше Еопт (г 1 опт опт е

r „, „, Египт соответственно), 1688216 (n — 1)k

55

Где à — радиус кривизны иикралинзы и Z — расстояние между выходной х ранью лазера и формируемой микролинзой с разворотом лазера на угол ( и без него (g = 0)„

Разворот лазера на угол Р позволяет увеличить Z и исключить температурное воздействие электрической дуГи на лазерный диод.

Установка для реализации предлагаемого способа содержит блок 1 фиксации, юстировки и сварки ОВ, блок 2 формирования электрического разряда источник 3 постоянного тока, лазерный излучатель 4 с источником 5

Постоянного тока, оптический тестер

6 и микроскоп 7.

В держателе блока 1 укрепляют излучатель А под углом g к оси ОВ.

Держатель блока 1 позволяет менять угол ц между направлением излучения и осью ОВ, В зажимы блока 1 вставляют подгстовленный конец ОВ, на торце которого должна быть изготовлена микралинэа, Второй конец ОВ с помощью аптическсго соединителя подключают к тестеру

6, с помощью которого можно измерять среднюю мощнос".ü оптического излучателя на входе ОВ в диапазоне 0,15 х . х 10 з — 3 10 Вт.

Электроды блока 1 и источник 4 излучения закрепляют жестко и не изменяют их положение в процессе оплавления торца ОВ, Проверяют качество торца ОВ (после среза) с помощьк

Г

+ х(ц где и — коэффициент преломления t линзы; — волновое число в свободном пространстве;

К (Е) — радиус кривизны волнового

К

Фронта в направлении Х, параллельном лазерному переходу, на расстоянии Z, определяется иэ соотношения

К (2) (42а + (К 6 ) и) (42

z деЯ1,(Е) - размер пучка волнового фронта в направлении Х, параллельном лазерному переходу, на расстоянии Е микроскопа 7, Вводят торец ОВ между концами электродов блока 1, Расстояние между электродами бло5 ка 1 устанавливают равным 2 + 0 1 мм

° Э а напряжение между их концами 3-5 кВ.

Для проверки предложенного способа было выбрано ОВ с диаметром внешней обо.— лочки 125 мкми сердцевиной 50 мкм, углом с, равным 11, расстоянием Z между излучателем и торцом 0В, равным 15 мм, Формула изобретения

Способ формирования микролинэы на торце оптического волокна, при котором оптическое волокно срезают в э плоскости, перпендикулярной оси оптического волокна, сплавляют его торец до образования поверхности микролинзы с помощью источника теплового излучения, а т л и ч а ю шийся .тем, что, с целью ускорения и повыше25 ния точности изготовления микролинзы с заданным радиусом кривизны, торец оптического волокна аплавляют импульсами теплового излучения, при этом после каждого импульса через оплавля емый торец вводят в оптическое волокна излучение лазера под углом < к оси оптического волокна, регистрируют урЬвень мощности прошедшего через оптическое волокно излучения и по ега величине определяют форму микролин35 зы, при этом угол ф и радиус кривизны микролинзы Г1 определяют по Формуле

I!

Я (Я) ж t Z2 + (g )2 (Ы/1 Q

45 где Я вЂ” размер пятна для основ@а ной моды GB

Я х,Я вЂ” размер поперечного сечения луча лазера определяется из условия

Ы

«у % ох О f tg (а Q <, /180) где 9 — длина волны лазера;

Q > — угол расхождения на уровне 1/е луча лазера относительно максимума; е - 2, 1845

1688216

Составитейь -О.Яковлева

Техред А,Кравчук Корректор M.Самборская

Редактор А,Маковская

Заказ 3708 Тирад. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101