Волоконно-оптический одномодовый аттенюатор

 

Использование: в волоконно-оптических линиях связи. Сущность изобретения: волоконно-оптический одномодовый аттенюатор содержит корпус, отрезок одномодового волокна, размещенный внутри трубки из упругого материала, которая намотана на цилиндр, стопор, с помощью которого возле одного из торцов цилиндра укреплен один из торцов трубки, и ползунок, на котором укреплен другой конец трубки и который является частью механизма регулировки затухания. Ползунок выполнен с возможностью перемещения вдоль цилиндра. Внутренний диаметр трубки выбран таким, чтобы одномодовое волокно располагалось в ней с зазором. 1 ил.

Изобретение относится к волоконно-оптической связи и волоконно-оптической технике и предназначено для применения при налаживании, пуске, эксплуатации и профилактических измерений в световодных системах связи, а также в измерительных приборах для таких систем.

Известен переменный волоконно-оптический аттенюатор, в котором волокно располагается в щелях барабана на поверхности беличьего колеса, входящего в другой барабан. Действие аттенюатора основано на создании большого числа микроизгибов волокна, при которых возрастает затухание световой энергии, распространяющейся в нем [1] Известен также одномодовый волоконно-оптический аттенюатор, в котором материал сердечника и оболочки подобраны так, что при повышении температуры показатель преломления сердечника и оболочки уравниваются, в результате чего возрастает рассеяние проходящего по сердечнику светового потока и увеличивается затухание [2] Наиболее близким к предлагаемому является волоконно-оптический аттенюатор, содержащий корпус, крышку, цилиндр с продольными пазами на боковой поверхности, расположенный с зазором в корпусе, отрезок оптического волокна, спирально намотанный на цилиндр, при этом пространство между цилиндром и корпусом заполнено жидкостью, кроме того, в корпусе предусмотрен поршень, изменяющий давление на волокно [3] Основные недостатки аттенюатора состоят в следующем: цилиндр должен иметь продольные пазы; наличие упругой оболочки и диафрагмы; устройство должно быть герметичным, так как оно заполнено жидкостью, которая необходима для передачи давления на волокно.

Такой аттенюатор сложен по конструкции, не надежен и не обеспечивает воспроизводимости показаний. Изготовление цилиндра с многочисленными пазами на его боковой поверхности, а также обеспечение герметичности существенно повышает стоимость аттенюатора.

Технический результат изобретения заключается в повышении стабильности, воспроизводимости показаний, а также оперативности работы с аттенюатором и упрощении его устройства.

Технический результат достигается тем, что в волоконно-оптический одномодовый аттенюатор, содержащий корпус, одномодовое оптическое волокно, регулирующий винт, ручку регулятора, указатель затухания, вводят трубку из упругого материала, намотанную на цилиндр диаметром 6-8 мм, один из концов которой укреплен с помощью стопора у одного из торцов цилиндра, а другой на подвижном ползунке механизма регулировки, с помощью которого этот ползунок перемещается вдоль цилиндра, растягивая (или сжимая) витки намотанной на него трубки, внутри которой помещено одномодовое волокно, причем внутренний диаметр трубки выбирается такой величины, чтобы волокно в ней лежало свободно, а внешний диаметр трубки выбирается равным 1-1,5 мм, при этом при растягивании витков затухание уменьшается, а при сжатии увеличивается.

На чертеже представлена схема аттенюатоpа.

Волоконно-оптический одномодовый аттенюатор содержит корпус 1, одномодовое оптическое волокно 2, регулирующий винт 3, ручку 4 регулятора, указатель 5 затухания. Кроме того, волоконно-оптический одномодовый аттенюатор содержит трубку 6 из упругого материала, намотанную на цилиндр 7 диаметром 6-8 мм, один из концов которой укреплен с помощью стопора 8 у одного из торцов цилиндра 7, а другой на подвижном ползунке 9 механизма регулировки, с помощью которого этот ползунок 9 перемещается вдоль цилиндра 9, растягивая (или сжимая) витки намотанной на него трубки 6, внутри которой помещено одномодовое волокно 2. Внутренний диаметр трубки 6 выбирается такой величины, чтобы волокно в ней лежало с зазором, а внешний диаметр трубки 6 выбирается равным 1-1,5 мм, при этом растягивание витков приводит к уменьшению затухания, сжатие к его увеличению.

Принцип работы аттенюатора заключается в следующем.

Известно, что минимальное затухание имеет прямое, неизогнутое одномодовое волокно. Изгиб волокна приводит к утечке энергии в месте изгиба, при этом чем меньше радиус изгиба, тем большие потери это вносит. Например, виток одномодового волокна радиусом 5 мм вносит затухание примерно 3 дБ при диаметре сердечника волокна 7-10 мкм и длине волны излучения ≈1,3 мкм. При этом виток должен быть таким, чтобы концы витка примыкали друг к другу. Если виток растянуть, то его эквивалентный радиус увеличится и его затухание уменьшится. Если один виток вносит затухание α, то N витков даст суммарное затухание α_Σ α N. Для того чтобы витки вoлок- на 2 не перекрывались и не перепутывались, его помещают в трубку 6 из упругого материала (металлическую или пластиковую), которая наматывается на направляющий цилиндр 7. Растягивание или сжатие витков трубки 6 с волокном 2 осуществляется с помощью перемещения ползунка 9, на котором укреплен один из концов трубки 6 с волокном 2. Это перемещение осуществляется путем вращения винта 3 с резьбой посредством вращения ручки 4. Для этого в ползунке 9 имеется соответствующее отверстие с резьбой, в которое ввинчен винт 3, а другим отверстием ползунок 9 надет на цилиндр 7. При этом диаметр этого отверстия равен диаметру цилиндра. Другой конец трубки 6 укреплен на стопоре 8, закрепленном на торце цилиндра 7. Вращая ручкой 4 винт 3, можно перемещать ползунок 9 из одного крайнего положения (на чертеже левое), соответствующего максимальному затуханию, в другое крайнее положение (правое), соответствующее минимальному затуханию (на чертеже крайнее правое положение изображено пунктиром). Для того чтобы волокно не натягивалось и не порвалось, внутренний диаметр трубки выбирается таким, при котором обеспечивается свободная укладка волокна 2, т. е. с зазором. При этом наружный диаметр трубки выбирается равным 1-1,5 мм. Кроме того, конец трубки 6 закрепляется на ползунке 9 и через корпус 1 выводится через продольную щель, параллельную оси цилиндра 7 и винта 3, а конец трубки 6, укрепленный на стопоре 8, выводится через отверстие в стенке корпуса 1.

В измеряемый тракт аттенюатор включается либо путем сварки концов волокна 2 с волокнами тракта, либо соединяется с помощью оптических разъемов.

Преимущества предлагаемого аттенюатора заключаются в простоте конструкции, что делает его относительно недорогим, и оперативности измерений, что также снижает расходы на проведение необходимых измерений.

Формула изобретения

ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ОДНОМОДОВЫЙ АТТЕНЮАТОР, содержащий корпус, отрезок одномодового волокна, цилиндр, указатель затухания и механизм регулировки с регулировочным винтом, отличающийся тем, что в него введены трубка из упругого материала с внешним диаметром 1 - 1,5 мм, внутри которой помещено одномодовое волокно и которая намотана на цилиндр диаметром 6 - 8 мм, стопор, с помощью которого возле одного из торцов цилиндра укреплен один из торцов трубки, ползунок, на котором укреплен второй конец трубки и который является частью механизма регулировки и выполнен с возможностью перемещения вдоль цилиндра, при этом внутренний диаметр трубки выбран таким, чтобы одномодовое волокно располагалось в ней с зазором.

РИСУНКИ

Рисунок 1