Устройство для измерения длины волны в световодных системах связи и передачи информации

 

Использование: в области конструирования контрольно-измерительной аппаратуры для световых систем связи и передачи информации в качестве портативного устройства для спектральных измерений, например длины волны излучателей световодных систем связи и передачи информации в полевых условиях. Сущность: устройство состоит из блока обработки и индикации и двух фотоприемников. Фотоприемники установлены вдоль оптической оси и оптически связаны. Один фотоприемник установлен под острым углом к оптической оси и имеет падающую спектральную характеристику. Другой фотоприемник установлен перпендикулярно оптической оси и имеет возрастающую спектральную характеристику . 5 ил,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 J 3/28, 7/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4904075/25 (22) 22,01,91 (46) 30.03.93. Бюл. ¹ 12 (71) Нижегородский научно-исследовательский приборостроительный институт (72) B.Н.Гаврилов, А,А,Частов, Ю.M.Ãðÿçнов, Г.М.Малкин, В,А,Ложкин и Т,B.Ùåðáàковд (56) Заявка Великобритании № 2168146, кл. G 2 J, 1986.

Прибор типа А0-1602 проспект фирмы

AND 0, Япония, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИНЫ ВОЛНЫ В СВЕТОВОДНЫХ СИСТЕМАХ

СВЯЗИ И ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ (57) Использование; в области конструирования контрольно-измерительной аппараПредлагаемое изобретение относится к области конструирования контрольно-измерительной аппаратуры для световодных систем связи и передачи информации и может быть использовано в качестве нормативного устройства для спектральных измерений, например, длины волны излучателей световодных систем связи и передачи информации в полевых условиях, Цель изобретения — упрощение конструкции и технологии изготовления, Исключение фильтра из конструкции измерителя длины волны позволяет уменьшить трудоемкость и стоимость изготовления прибора. Трудоемкость изготовления фильтра, куда входит изготовление подложки с высоким качеством поверхностей и многослойное напыление интерференцион„„50 ÄÄ 1805303 А1 туры для световых систем связи и передачи информации в качестве портативного устройства для спектральных измерений, например длины волны излучателей световодных систем связи и передачи информации в полевых условиях. Сущность: устройство состоит из блока обработки и индикации и двух фотоприемников, Фотоприемники установлены вдоль оптической оси и оптически связаны. Один фотоприемник установлен под острым углом к оптической оси и имеет падающую спектральную характеристику. Другой фотоприемник установлен перпендикулярно оптической оси и имеет возрастающую спектральную характеристику, 5 ил, ного фильтра со специальной характеристикой, составляет по данным полученным при изготовлении фильтров на нашем предприятии, от 30 до 50 н/ч, Исключение фильтра и последовательное расположение фотоприемников вдоль оптической оси измерителя с возможностью регулирования угла наклона поверхностей фоточувствительной площадки фотоприемников по отношению к оптической оси позволяет увеличить чувствительность измерителя за счет уменьшения потерь на отражении излучения: в прототипе отраженное от фотоприемников излучение (в зависимости от материала может быть до 30-40%) не используется, это дает значительный вклад в потери излучения при измерениях;

1805303 в предложенном измерителе излучение отраженное от одного фотоприемника поступает на другой фотоприемник, что позволяет уменьшить потери за счет отражения и следовательно, повысить чувствительность изме рителя.

На фиг. 1 дана блок-схема предлагаемого устройства.

Устройстводля измерения центральной длины волны содержит блок обработки и индикации i и два фотоприемника 2,3 и работает следующим образом. Световой пучок с известной длиной волны падает на фоточувствительную плоскость фотоприемника

2, работающего, например, на падающей 15 ветви кривой спектральной характеристики, размещенную к нему под острым углом, и разделяется на два пучка. Один пучок преломляясь поглотится фотоприемником 2, другой отражаясь попадает на фоточувстви- 20 тельную плоскость фотоприемника 3 по нормали к ней, работающего на восходящей ветви спектральной характеристики. Так как спектральные характеристики приемников различны и сильно зависят от длины волны в диапазоне измерений,то отношение фотоответов приемников К*/К** также зависит от длины волны излучения, но не от его мощности, Отношения сигналов фотоприемников измеряется s блоке обработки и индикации 1 и индицируется на цифровом табло.

Размещение приемника с расположением фоточувствительной площадки под углом к оптической оси, позволяет выбрать 35 оптимальный вариант распределения потоков излучения на фотоприемниках, например, пополам, а также скорректировать разброс чувствительностей фотоприемников выбором этого угла и следовательно из- 40 менение распределения по фотоприемникам, Численное значение угла выбирается в зависимости от материала фотоприемников, их чувствительности по таблицам из 45справочников или вычислением по формулам отражения.

При конкретном выполнении измерителя длины волны, например, на диапазон

0,85-1,1 мкм могут быть использованы фо- 50 топриемники из Ge u Si имеющие в этом диапазоне спектральные характеристики с бК/dЛ > 0 и dK/dХ < 0 соответственно.

Если фотоприемники изготовлены без просветляющих покрытий и имеют в центре спектрального диапазона одинаковые чувствительности, то угол между оптической осью и чувствительной площадкой первого приемника (из Si) в соответствии с расчетом устанавливается 7, если чувствительность первого приемника в два раза хуже чувствительности второго этот угол увеличивается до 10 . Если фотоприемники имеют просветляющие покрытия, то этот угол рассчитывается с учетом этих покрытий или определяется экспериментально, если характеристики покрытий неизвестны.

Экспериментальное устройство, изготовленное в соответствии с изобретением, содержитдва полупроводниковых приемника со спектральными характеристиками, приведенными на фиг.2, и блок обработки и индикации.

На основании проведенных измерений и расчета были построены кривые зависимости отношения мощностей световых потоков отраженного к пропущенному

Woomp/Wnp от длины волны излучения для интерференционного фильтра (фиг.3) и зависимости отражения фотооткликов с приемников К*/К** от длины волны излучения (фиг,4). При пересчете,в относительных едини цах кривые Wpyp/И/др (Я )

К*/ К ** (А ) отличаются, и ричем кривая

К*/К** (i1 ) проходит выше аналогичной кривой прототипа, т.е. выходная характеристика предлагаемого устройства по чувствительности превосходит выходную характеристику прототипа.

Исходя из всего вышеизложенного можно сделать вывод, что предлагаемое устройство позволяет достичь существенного упрощения конструкции и технологии изготовления прибора измерения центральной длины волны излучения при сохранении его выходной характеристики, а также увеличения чувствительности (см.фиг. 5), где i — выходная характеристика прототипа, предлагаемого устройства), вследствие того, что второй по ходу луча света приемник отраженный от его поверхности свет возвращает первому приемнику, уменьшая таким образом потери света при отражении, В известных конструкциях отражений от приемников свет теряется безвозвратно.

Формула изобретения

Устройство для измерения длины волны в световодных системах связи и передачи информации, содержащее два фотоприемника излучения, выход каждого из которых соединен с соответствующим входом блока обработки и индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности, первый фотоприемник выбран с падающей dk/dx Л < О, а второй — с возрастающей

dk/d A. > 0 спектральными характеристиками чувствительности k в рабочем диапазоне длин волн А причем приемники оптически связаны и расположены вдоль оптической

1805303 оси, при этом угол между оптической осью ки первого приемника меньше л/2 а второи плоскостью фоточувствительной площад- го равен л/2. т ® сан

1805303 с ОТН

IOO

90, 70

IO

- 500 600 ... 700 800 оС0 ICOO ПС0 Я, ки

1 МГ.Я.

1805303

I2

ЕО

7000 800

900 IGGO

Я/отр. пр, безразыер.е

600 К безрог;ер. ед, 6

600 700 800

Д нм

900 IGGG

1805303

100

900 д700 Л, м б 00

Редактор

Заказ 935 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ОЩ0.

1 Пд. отн.ед.

700 ВОО

Фиг. Р

Составитель В,Гаврилов

Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская