Устройство оптической связи излучателя с оптическим элементом

 

Использование: волоконно-оптические линии связи, измерительная техника. Сущность изобретения: устройство содержит последовательно установленные излучатель, объектив, волоконный световод, на скошенных торцах которого размещены оптические клинья. Оптическая ось объектива расположена параллельно либо под углом к оптической оси излучателя, оптическая ось световода расположена под углом к оси объектива. Соединение оптических клиньев с торцами световода выполнено с помощью оптического клея. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технике волоконно-оптической связи и может быть использовано для соединения оптической передающей линии с активным или пассивным оптоэлектрическим узлом, в частности в измерительной технике.

Известно устройство [1] , содержащее узел оптической связи излучателя с оптическим элементом посредством волоконного световода.

Недостаток такого устройства заключается в том, что при падении пучка излучения на торцовую поверхность световода часть излучения отражается и возвращается в излучатель, создавая помехи. Если в качестве излучателя использован одночастотный стабилизированный лазер, как это имеет место, например, в интерферометрах для измерения перемещений, то попадание в него отраженного пучка излучения приведет к срыву стабилизации частоты, что сделает его неработоспособным. Применяемые, например, в интерферометрах стабилизированные лазеры допускают попадание в них отраженного излучения в количестве не более 0,01-0,1% от величины излучаемой мощности.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство [2] , предназначенное для соединения оптической передающей линии с активным или пассивным оптоэлектрическим узлом и содержащее излучатель, фокусирующую линзу и волоконный световод, торец которого установлен соосно с фокусирующей линзой и излучателем.

Недостаток такого устройства заключается в том, что, вследствие соосности торца световода, линзы и излучателя, торцовая поверхность световода располагается перпендикулярно оси пучка излучения, в результате чего отраженная от торца световода часть излучения возвращается в излучатель, создавая помехи.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости.

Для достижения цели предложено устройство оптической связи излучателя с оптическим элементом, содержащее волоконный световод и установленный между ним и излучателем объектив.

Отличие изобретения заключается в том, что оно снабжено оптическими клиньями, соединенными с торцовыми поверхностями световода, торцы световода выполнены под углом к его оптической оси, а оптическая ось объектива параллельна или расположена под углом к оси излучателя.

Соединение оптических клиньев с торцовыми поверхностями световода может быть выполнено посредством оптического клея.

Для повышения эффективности достижения цели поверхность входного оптического клина, на которую падает излучение, может быть не перпендикулярна оси пучка излучения.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство содержит излучатель 1, оптически связанный через волоконный световод 2 с оптическим элементом 3. Концы световода 2 выполнены скошенными под некоторым углом α₁≠ 90^о и соединены с оптическими клиньями 4 и 5. Клинья 4 и 5 и световод 2 должны иметь близкий показатель преломления, а соединение между ними должно быть плотным, исключающим возможность попадания воздуха между контактирующими поверхностями, и может быть выполнено в виде оптического контакта, либо склеиванием посредством оптического контакта, либо склеиванием посредством оптического клея, имеющего показатель преломления, близкий к световоду 2 и клиньям 4 и 5.

Между излучателем 1 и оптическим клином 4 установлен объектив 6, ось которого не совпадает с осью пучка излучения. Эти оси могут быть либо параллельными, либо перекрещивающимися, либо пересекающимися под некоторым углом α₂, как изображено на чертеже. Клин 4 может быть установлен таким образом, чтобы его поверхность, на которую падает пучок излучения, располагалась под углом α₃, отличным от 90^о, к оси пучка излучения.

Устройство работает следующим образом.

Пучок излучения от излучателя 1 падает на объектив 6. Прошедший через него пучок излучения падает на оптический клин 4 и попадает в световод 2, из которого выходит через оптический клин 5 и направляется на оптический элемент 3. За счет того, что объектив 6 установлен не соосно с пучком падающего на него излучения, отраженная от него часть излучения не совмещается с падающим пучком, а под некоторым углом уходит в сторону от излучателя 1, не попадая в него.

Этот эффект усиливается при некотором наклоне оптического клина 4 относительно оси падающего на него пучка излучения. В этом случае отраженное от поверхности клина 4 излучение направлено под углом к падающему пучку излучения, не совмещается с ним и, следовательно, не попадает в излучатель 1. Отраженное от выходной грани клина 4 и от скошенного торца световода 2 излучение также не совмещается с падающим пучком, а отводится в сторону. Аналогично преломляется излучение на выходе из световода 2 и при прохождении через оптический клин 5.

Таким образом, предложенное устройство проводит излучение в направлении от излучателя 1 к приемному оптическому элементу 3 и исключает возможность возврата отраженной части излучения по каналу оптической связи, что снижает уровень помех.

Если решать эту задачу путем ввода излучения непосредственно в скошенный торец световода 2, то это приведет к искажению пучка. В результате ввода пучка излучения в световод 2 через клин 4 это искажение уменьшается. Соединение оптических клиньев 4 и 5 с торцовыми поверхностями световода 2 методом оптического контакта или посредством оптического клея с исключением возможности контакта соединяемых поверхностей с воздушной средой препятствует увеличению преломления на границе световода 2 с клиньями 4 и 5 и тем самым препятствует возможности дополнительного искажения пучка излучения. Оптический клин 5 увеличивает диаметр светового пятна на границе раздела с воздухом на выходном конце световода 2, что позволяет снизить влияние запыленности поверхности раздела на величину проходящего лучистого потока. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 1130736, кл. G 01 B 9/02, 1984.

2. Авторское свидетельство СССР N 1545186, кл. G 02 B 6/26, 1990.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ОПТИЧЕСКОЙ СВЯЗИ ИЗЛУЧАТЕЛЯ С ОПТИЧЕСКИМ ЭЛЕМЕНТОМ, содержащее излучатель, волоконный световод и объектив, расположенный между излучателем и волоконным световодом, отличающееся тем, что в него введены входной и выходной оптические клинья, соединенные соответственно с входной и выходной торцевыми поверхностями волоконного световода, при этом оптическая ось объектива расположена параллельно или под углом к оптической оси излучателя, а торцевые поверхности волоконного световода выполнены под углом к его оптической оси, которая расположена под углом к оси объектива.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что соединение оптических клиньев с торцевыми поверхностями волоконного световода выполнено с помощью оптического клея.

РИСУНКИ

Рисунок 1