КАССЕТА ДЛЯ ФИКСАЦИИ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ СВЕТОВОДОВ И КАБЕЛЕЙ Российский патент 1997 года по МПК G02B6/46 

Изобретение относится к волоконной оптике, а точнее к оснастке для проведения технологических работ с волоконно-оптическими элементами, выполненными в виде световодов (ВОС) и кабелей (ВОК), и может быть использовано, в частности в процессе нанесения оптических покрытий на торцы концевых участков ВОС и ВОК.

Известна оснастка для фиксации волоконно-оптических световодов и кабелей в процессе обработки их концевых участков, включающая основание с посадочными элементами, элементы фиксации и крепления, разъемные насадки (см. авт. св. СССР N 1314579, кл. С 03 В 37/10).

Посадочные элементы в основании по форме и размерам выполнены в виде желобов, отношение глубины которых к диаметру волокна или кабеля составляет 0,7 1,0. Элементы фиксации выполнены в виде полосок из резины, а элементы крепления в виде крышки с винтами.

Посадочная плоскость служит для обеспечения соединения оснастки со съемными насадками.

Насадки состоят из основания с канавками в виде желоба круглого или цилиндрического сечения, изготовленными с тем же шагом, что и канавки в основании кассеты; выступов с резьбовыми отверстиями, с помощью которых присоединяются к основанию кассеты, поперечной канавки, а также накладки с канавками и крепежными отверстиями.

Эта кассета применяется для проведения ряда химических операций по очистке, а также для нанесения металлизации гальваническим способом и путем испарения металлов в вакууме на концевые участки ВОС. В последнем случае кассета на посадочной карусели установки может располагаться в горизонтальном положении.

Для нанесения покрытий на торцы ВОС необходимо, чтобы они (торцы) располагались перпендикулярно потоку напыляемого вещества, но при этом кассета рассмотренной конструкции должна быть в вертикальном положении, что невозможно осуществить в стандартном специализированном оборудовании, так как расстояние от посадочной карусели установки до потолка рабочей камеры ограничено. Кроме этого, способ фиксирования волокон в кассете не обеспечивает установление торца ВОС на определенном уровне.

В качестве прототипа взята оснастка (кассета Пр-4419), используемая на производстве в технологических процессах химического и электрохимического осаждения металлов на концевые участки ВОС (или ВОК) (технологический процесс АСДО. 7.359 ОООТК 1 и АСДО.710.425 ТК). Эта кассета состоит из плоского основания с посадочными элементами для ВОС, элементов фиксации и крепления. Основание кассеты представляет собой плоский диск, изготовленный из химически стойкого материала фторопласта. Посадочные элементы для отрезков ВОС выполнены в виде сквозных отверстий с диаметром (D₁), соответствующим диаметру ВОС. Элементы фиксации световодов изготовлены в виде цилиндрических пробок, вставляемых в сквозные отверстия значительно большего (D₂>D₁) диаметра, чем у отверстий для крепления ВОС. Оси обоих отверстий перпендикулярны горизонтальной плоскости основания. Расстояние между осями отверстия (L) выбрано несколько меньше (на 0,1 мм), чем сумма радиусов отверстий для крепления ВОС и крепления фиксирующих пробок (R₁+R₂-L 0,1 мм). Отрезок ВОС помещается в отверстие с диаметром D₁ так, чтобы рабочий концевой участок выступал снизу основания кассеты. Затем в отверстие с диаметром D₂ вставляется пробка и осуществляется фиксирование ВОС. Части отрезков ВОС, оставшиеся сверху основания кассеты, крепятся между параллельными планками металлической рамки.

Рассмотренная кассета может быть использована для выполнения ряда химических операций с концевыми участками ВОС, но ей присущ ряд недостатков: во-первых, рабочая часть ВОС не имеет защиты и это приводит часто к механическим повреждениям ее концевого участка; во-вторых, кассета непригодна для осуществления операций нанесения оптических покрытий на торцы концевых участков, так как применяемый способ фиксирования ВОС не обеспечивает установления рабочих поверхностей на определенном уровне (ВОС может сдвигаться при вставлении пробок), а габаритные размеры (в первую очередь вертикальные) не позволяют поместить ее на посадочную карусель специализированного оборудования, предназначенного для этой цели.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение заключается в повышении качества световодов и расширении функциональных возможностей кассеты для их загрузки при нанесении оптических покрытий на торцы концевых участков ВОС или ВОК.

Указанный технических результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известной кассете для фиксации волоконно-оптических элементов, включающей основание с посадочными элементами, элементами фиксации и крепления волоконно-оптических элементов, содержатся насадки и корпус, причем основание закреплено в корпусе; посадочные элементы выполнены в виде желобов, расположенных в плоскостях под углом друг другу, при этом отношение глубины желоба к диаметру волоконно-оптического элемента составляет величину 2-3, а ширина желоба больше диаметра волоконно-оптического элемента.

Кроме того, элементы фиксации выполнены в виде конусообразных пробок, установленных в отверстиях, выполненных в основании в плоскости, перпендикулярной желобам, при этом расстояние между центрами отверстия и желоба L₁ удовлетворяет условию:

где R радиус отверстия;
L₂ ширина желоба;
а насадки прикреплены к основанию в плоскости расположения концевых частей волоконно-оптических элементов.

На фиг.1 представлена кассета в рабочем виде; на фиг.2 общий вид кассеты без корпуса; на фиг.3 разрез А-А, изготовленный перпендикулярно посадочным желобам кассеты.

На фиг.4 изображен разрез Б-Б, изготовленный вдоль одного из посадочных желобов кассеты с загруженным волокном (желоб "а" или "б").

Предлагаемая кассета состоит из корпуса, форма и размеры которого определяются типом применяемого оборудования для нанесения оптических покрытий.

Корпус содержит окно 1 (см. фиг.1), через которое происходит напыление покрытия, крепежных элементов 2 для фиксации основания на корпусе, крепежных элементов 3 для крепления ВОС ил ВОК.

Кассета состоит из основания 4 (см. фиг.1 и 2), содержащего посадочные желобы 5 в двух плоскостях, расположенных под углом (почти 90^o), отношение глубины которых к диаметру волокна или кабеля составляет 2 3, а ширина (L₂) близка к диаметру (D₁) ВОС или ВОК, т.е. L₂≃ D₁≃ (2R₁+ 0,1 мм).
В плоскости, перпендикулярной посадочным желобам выполнены отверстия 6 (см. фиг.2) таким образом, что расстояние между центрами отверстия L₁ и посадочного желоба меньше суммы радиуса отверстия R и полуширины желоба , что отражено на фиг.3 (разрез А-А), т.е.

где R радиус отверстия,
R₁ радиус ВОС или ВОК,
L₁ расстояние между центрами отверстия и посадочного желоба,
L₂≃ 2R₁+ 0,1 мм ширина посадочного желоба.

К основанию кассеты 4 крепятся винтами насадка 7 (см. фиг.4), которая содержит ступеньку 8. В насадке выполнены посадочные желоба с тем же шагом, что и в основании кассеты. Насадка закрывается симметричной крышкой 9 (см. фиг.2 и 4). Насадка и крышка могут быть монолитными.

Для фиксации и крепления волокон 10 в основании 4 служат конусообразные пробки 11 (см. фиг.2,3 и 4) и планка 12 (см. фиг.2 и 4).

Пример загрузки кассеты.

Основание кассеты ставится на рабочий стол так, чтобы поверхность с насадкой находилась наверху. ВОС или ВОК помещается в посадочные желоба (в данном случае они расположены под углом 90^o друг к другу) основание и конец световода устанавливается в насадке на уровне ступеньки 8 (см. фиг.4, разрез Б-Б). Затем в соответствующее отверстие вставляется пробка 11 (см. фиг.3 и 4) до соприкосновения с ВОС (или ВОК) 10 (см. фиг.3 и 4).

Крепление ВОС (или ВОК) осуществляется за счет того, что расстояние между центрами отверстия и желоба (L₁) меньше суммы радиуса отверстия (R) и полширины ( ) посадочного желоба и в связи с тем, что пробка 11 имеет конусообразную форму. Пробка 11 прижимает волокно 10 в желобе основания кассеты как сбоку, так и сверху, обеспечивая фиксацию торцевой поверхности на уровне ступеньки 8 (фиг.4), что защищает световод от механических повреждений.

После загрузки ВОС (или ВОК) во все рабочие желоба 5 основания (а, б,) насадка 7 закрывается крышкой 9 (фиг.4). Затем волокна закрепляются планкой 12 (фиг.2 и 4) в желобах 5, расположенных в плоскости параллельной отверстиям 6 основания 4 (см. фиг.2 и 3).

После этого кассета помещается в корпус так, чтобы торцевые поверхности ВОС (или ВОК), помещенные в насадку 7, располагались над окном 1 (см. фиг.1) и закрепляется винтами. ВОС (или ВОК), оставшиеся вне основания кассеты, укладываются в корпусе и фиксируются крепежными элементами 3.

Рассмотренная кассета опробовалась для нанесения на торцы ВОС полупрозрачного зеркала. Для этой цели использовалась стандартная установка УВН-2М-2.

Сущность изобретения: кассета содержит основание с посадочными элементами, элементы фиксации и крепления волоконно-оптических элементов, насадки и корпус, в котором размещено основание. Посадочные элементы выполнены в виде желобов, расположенных в плоскостях основания под углом друг к другу, отношение глубины желоба к диаметру волоконно-оптического элемента составляет 2-3, а ширина желоба больше диаметра волоконно-оптического элемента. Элементы фиксации могут быть выполнены в виде конусных пробок. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Кассета для фиксации волоконно-оптических элементов, выполненных в виде световодов или кабелей, содержащая основание с посадочными элементами, элементы фиксации и крепления волоконно-оптических элементов, отличающаяся тем, что в нее введены насадки и корпус, причем основание закреплено в корпусе, посадочные элементы выполнены в виде желобов, расположенных в плоскостях основания под углом друг к другу, при этом отношение глубины желоба к диаметру волоконно-оптического элемента составляет 2 3, а ширина желоба больше диаметра волоконно-оптического элемента. 2. Кассета по п.1, отличающаяся тем, что элементы фиксации выполнены в виде конусообразных пробок, установленных в отверстиях, выполненных в основании в плоскости, перпендикулярной желобам, при этом расстояние между центрами отверстия и желоба L₁ удовлетворяет условию

где R радиус отверстия;
L₂ ширина желоба. 3. Кассета по п.1, отличающаяся тем, что насадки прикреплены к основанию в плоскости расположения концевых частей волоконно-оптических элементов.