Способ отвода световой энергии из оптического волокна

 

Изобретение относится к способам отвода световой энергии из оптического волокна в волоконно-оптических линиях связи и может быть использовано в волоконно-оптических системах передачи информации. Достигаемым техническим результатом изобретения является увеличение эффективности отвода световой энергии за счет повышения уровня сигнала, выходящего через боковую поверхность оптического волокна из сердцевины, и уменьшение потерь в других волноводных слоях, вызванных отводом энергии из сердцевины в волоконно-оптической линии связи, использующей многослойные оптические волокна. Способ отвода световой энергии из волоконно-оптической линии связи через боковую поверхность оптического волокна заключается в удалении защитной оболочки с участка оптического волокна, размещения на этом участке цилиндрического акустического излучателя, возбуждающего в сечении оптического волокна стоячую цилиндрическую акустическую волну, которая создает оптическую неоднородность в сердцевине волокна, и последующей регистрации рассеянного на оптической неоднородности информационного сигнала. 3 ил.

Изобретение относится к способам отвода световой энергии из оптического волокна и может быть использовано в волоконно-оптических системах передачи информации.

Известен способ, реализованный в устройстве для отвода световой энергии из оптического волокна (см. волоконно-оптический направленный ответвитель, заявка ЕПВ (EP) N 0074 789, МКИ G 02 B 7/26 от 23.03.83 N 12), заключающийся в том, что два оптических волокна, одно из которых несет информационный сигнал, накладывают друг на друга, сняв предварительно участки оболочек с каждого, благодаря чему образуются плоские противолежащие поверхности, поперечным перемещением которых обеспечивают заданные характеристики связи.

Недостатком способа является малая эффективность отвода световой энергии, особенно в случае применения многослойных световодов из-за значительной удаленности ответвляющего световода от несущей информацию сердцевины и экранировки сигнала внешними волноводными слоями.

Известен способ, реализованный в устройстве для отвода энергии из оптического волокна ( см. Устройство для отвода энергии из оптического волокна, заявка Франции N 2 290 680, МКИ G 02 B 27/12, H 04 B 9/00 от 09.08.76 N 28), в котором для увеличения мощности светового потока, отводимого с боковой поверхности оптического волокна, последнее изгибают, в области деформации устанавливают фотодетектор, а между фотодетектором и волокном помещают полоску из оптически прозрачного материала с высоким коэффициентом преломления.

Недостатком способа является низкая эффективность отвода световой энергии из несущей информацию сердцевины многослойного оптического волокна, так как поля во внешних волноводных слоях, являющихся многомодовыми, испытывают большее затухание на изгибе, а также экранируют сердцевину.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение эффективности отвода световой энергии за счет повышения уровня сигнала, выходящего через боковую поверхность оптического волокна из сердцевины, и уменьшения потерь в других волноводных слоях, вызванных отводом энергии из сердцевины в волоконно-оптической линии связи, использующей многослойные оптические волокна.

Технический результат достигается тем, что в способе отвода световой энергии из оптического волокна, заключающемся в том, что удаляют защитную оболочку с участка оптического волокна и осуществляют регистрацию информационного сигнала с его боковой поверхности, в месте удаления оболочки устанавливают цилиндрический акустический излучатель, возбуждающий в сечении оптического волокна стоящую цилиндрическую акустическую волну, которая создает оптическую неоднородность в сердцевине волокна, рассеивающую информационный сигнал.

Для реализации такого способа необходимо возбудить цилиндрическую стоячую акустическую волну в поперечном сечении световода так, чтобы в области сердцевины оказалась пучность. Во внешнем же волноводном слое, который не должен подвергаться акустическому давлению, необходимо либо образование узла стоячей волны, либо колебания плотности за счет одной стоячей волны должны компенсироваться колебаниями плотности за счет другой стоячей волны.

Устройство, реализующее предложенный способ, представлено на фиг. 1. На участке 1 оптического волокна 2 снимается защитная оболочка и устанавливается цилиндрический акустический излучатель 3, выполненный из пьезоматериала с высоким пьезомодулем, например из ПКР-73 (см. Н.В. Дергунова, А.Я. Данцигер, С. И. Дудкина, О.Н. Разумовская, Л.А. Резниценко "Пьезокерамический материал для исполнительных устройств робототехники", Неорганические материалы, том 29, N 9, 1993 г.). В непосредственной близости от излучателя 3 устанавливается фотодетектор 4. Для удобства работы устройство собирается в едином корпусе 5. Пространство 6 между излучателем и световодом, фотодетектором и световодом заполняется оптическим клеем с высоким показателем преломления и акустическим импедансом ρ₀C₀ , близким к импедансу кварцевого стекла, где ρ₀ и C₀ - плотность и скорость звука в материале.

Способ реализуется следующим образом. От высокочастотного генератора на излучатель подается синусоидальное напряжение с амплитудой и частотой, необходимыми для изменения показателя преломления в сердцевине световода без изменения оптических свойств других волноводных слоев. Возникающая при этом в сердцевине оптическая неоднородность рассеивает информационный сигнал, часть которого попадает в среду 6 и улавливается фотодетектором.

На фиг. 2 показан возможный вариант образования стоячей волны, создающей в центре, там, где находится пучность, повышенное давление и не создающей заметной величины давления в некотором волноводном слое, приходящемся на узлы.

На фиг. 3 показан возможный вариант сложения двух стоячих волн (на фиг. 3 изображена только одна фаза волн), создающих в сумме повышенное давление в центре (пучность) и компенсирующих друг друга до давления, близкого к нулю в некоторой области, приходящейся на один или несколько слоев световода.

Формула изобретения

Способ отвода световой энергии из оптического волокна, заключающийся в том, что удаляют защитную оболочку с участка оптического волокна и осуществляют регистрацию информационного сигнала с его боковой поверхности, отличающийся тем, что в месте удаления оболочки устанавливают цилиндрический акустический излучатель, возбуждающий в сечении оптического волокна стоячую цилиндрическую акустическую волну, которая создает оптическую неоднородность в сердцевине волокна, рассеивающую информационный сигнал.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3