СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ВЫХОДНОГО ТОРЦА ВОЛОКОННОГО СВЕТОВОДА Российский патент 1997 года по МПК G02B6/25 

Изобретение относится к бытовой светотехнике и может быть использовано при изготовлении волоконных декоративных светильников.

Известен серийно выпускаемый ЛОМО в г. Санкт-Петербурге декоративный светильник 23СВ-1, содержащий осветитель и пучок свободно распущенных полимерных волокон световодов, скрепленный у входного торца, обращенного к осветителю. В этом и других подобных волоконных светильниках выходные торцы одиночных световодов не подвергаются дополнительной обработке, а поэтому поверхность выходного торца от излома или обрезания ножницами имеет спонтанно неровную поверхность. В результате этого индикатриса излучения световой энергии из выходного торца по углу близка к 360^o, и поэтому яркость торца в нужном направлении для наблюдения уменьшена.

Известен светильник, в котором пучок волоконных световодов сформирован в виде букета цветов и других значащих фигур. В композиции декоративных элементов часть световода направлена в сторону наблюдателя и поэтому направлять световую энергию от выходных торцов в обратную сторону нецелесообразно /1/.

Известен ряд способов обработки торцов волоконных световодов. Например, известен способ наплавки стекла на торец световода. Известен способ изготовления линзы на торец световода. Известен способ изготовления линзы на торце оптического волокна, включающий установку на торец навески материала, имеющего температуру плавления, меньшую температуры плавления световода, и температурное воздействие на эту композицию с образованием линзы на торце. Выходная апертура такого световода будет уменьшена, если выходной торец световода будет отполирован или материал навески будет иметь показатель преломления, равный показателю преломления материала жилы световода /2/.

Наиболее близким к изобретению является способ формирования торцевой поверхности световода, на торце которого в результате механической обработки возникли микроскопические неровности, включающий установку к торцу пластины и закапывание клея между пластиной и торцом /3/.

Этот способ малоэффективен и не производителен при окончательной обработке выходных торцов полимерных световодов в композиции декоративных фигур волоконных светильников, так как требуется дополнительный материал (клей), который должен быть подобран с учетом показателя преломления материала световода, и требуется много времени для затвердевания клея.

Целью изобретения является упрощение обработки выходных торцов волоконных полимерных световодов и, следовательно, повышение производительности оформления декоративных фигур волоконных светильников.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе формирования торцевой поверхности световода, на поверхности которого в результате механических воздействий произошло образование микродефектов, содержащем операции контактирования технологического предмета с торцом световода и преобразования формы его (световода) конца с усилием в направлении, близком к оси световода, к его торцу прикладывают предмет, предварительно нагретый до температуры, превышающей температуру плавления жилы и оболочки световода, и свободно охлаждают конец световода в окружающем пространстве. Этим же способом можно одновременно формировать торцы двух и более световодов, предварительно соединив их концы.

Изобретение позволяет быстро, без применения дополнительных материалов преобразовать форму конца световода и получить увеличение яркости свечения выходного торца в заданном направлении относительно оси конца световода путем ликвидации микронеровностей торца и разрушения четко выраженной границы между жилой и оболочкой световода. Способ является высокопроизводительным и дает широкие возможности оформителю декоративных фигур разнообразить декоративный эффект.

На фиг. 1 изображен световод до обработки; на фиг. 2 световод в процессе преобразования его конца; на фиг. 3 индикатрисы излучения света до и после преобразования конца световода; на фиг. 4 ход лучей света в преобразованном световоде.

Способ формирования выходного торца световода 1, содержащего полимерную жилу 2 и полимерную оболочку 3, реализуется следующим образом. К выходному торцу 4, имеющему микродефекты, рассеивающие выходную световую энергию в широком пространственном угле (см. индикатрису 3-1 излучения на фиг. 3) прикладывают на короткий промежуток времени нагретый предмет 5 с усилием F, направленным, например, вдоль оси 6 конца световода 1. При этом жила 2 и оболочка 3 плавятся, образуя общую массу вблизи к нагретому предмету 5, диаметр конца световода 1 увеличивается, микронеровности выходного торца 4 сглаживаются, а четко выраженная граница 7 нарушается. При охлаждении конца световода 1 за счет внутренних молекулярных сил формируется шаровидная часть 8 с гладкой наружной поверхностью 9. Теперь уже роль выходного торца играет не поверхность 4, а образованная шаровидная часть 8, которая работает следующим образом (см. фиг. 4). Для простоты рассмотрим прямой световод 1 с преобразованным его концом в шаровидную часть 8. Лучи 10 света от источника в пределах входной апертуры α проходят по световоду по закону полного внутреннего отражения без изменения апертуры на всей длине его цилиндрической части и почти все лучи света входят в шаровидную часть 8 с тем же апертурным углом a (см. луч 11). Но некоторые лучи, например луч 12, падают на переходную коническую часть 13, которая уменьшает выходную апертуру, а поверхность 9 шаровидной части 8 для всех выходящих лучей является фокусирующей поверхностью, которая уменьшает выходную апертуту a Причем необходимо отметить, что если шаровидная часть образована за счет того, что нагретый предмет 5 расположить неперпендикулярно оси 6 световода, то поверхность 9 будет не только фокусировать выходящие лучи, но и отклонять их по закону призмы в нужном направлении (см. образованную поверхность 14).

Проводилась художественная обработка букета цветов волоконного декоративного светильника, выполненного на основе полимерных световодов диаметром 0,41 мм с жилой из полистирола и оболочкой из полиметилметакрилата. Выходные торцы одиночных световодов, имитирующих в цветах тычинки, подвергались формированию предлагаемым способом и в качестве нагретого предмета использовался обычный электрический паяльник с чистой контактной поверхностью. В результате кротковременного воздействия нагретого паяльника на конце световода-тычинки образовалась шаровидная поверхность диаметром около 0,8 мм и высотой по оси световода 0,5-0,6 мм. В результате при взгляде на цветок яркость концов тычинок возросла более, чем в 2 раза, и кроме того, сами тычинки приобрели более естественный вид за счет увеличения диаметра конца световода.

Использование: бытовая светотехника для изготовления волоконных декоративных светильников. Сущность изобретения: способ заключается в том, что в направление оси световода с усилием к его торцу кратковременно прикладывают предмет, предварительно нагретый до температуры, превышающей температуру плавления жилы и оболочки световода, и свободно охлаждают конец световода в окружающем пространстве, при этом ликвидируются микронеровности на торце световода, уменьшается выходная апертура и возрастает яркость излучения в заданном направлении. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ формирования выходного торца полимерного волоконного световода, на поверхности которого в результате механических воздействий произошло образование микродефектов, содержащий операции контактирования технологического предмета с торцом световода и преобразования формы его конца, отличающийся тем, что преобразование формы конца световода осуществляют посредством операции контактирования технологического предмета с торцом световода путем кратковременного прикладывания к торцу световода предмета, предварительно нагретого до температуры, превышающей температуру плавления жилы и оболочки, с усилием в направлении, близком к оси световода, и последующего свободного охлаждения конца световода в окружающем пространстве. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере два световода соединяют вместе и нагретый предмет одновременно прикладывают к их торцам.