УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ СВЕТОВОДОВ Российский патент 1998 года по МПК G02B6/38 

Изобретение относится к волоконной оптике и наиболее успешно может быть использовано для соединения и устранения разрывов в волоконно-оптических кабелях в полевых условиях, в частности, в горных выработках.

Известен способ соединения волоконно-оптических световодов с помощью сварки /1/, однако данный способ не пригоден при наличии взрывоопасной атмосферы.

Известен также контактный способ, когда волоконные световоды соединяются с помощью разъемных соединителей и переходных втулок /2/.

Недостатком данного способа является высокая стоимость используемых устройств и большая трудоемкость операции.

Первый из недостатков частично компенсируется с помощью игольчатых соединителей /3/, однако трудоемкость операций при соединении оптических волокон при этом не устраняется.

Известно также устройство для контактного соединения оптического волокна с помощью капилляров /4/, при котором очищенные от оболочки и обрезанные концы оптического волокна стыкуются в капилляре, диаметр которого на 1-2 мкм превышает диаметр оптического волокна. Основным недостатком данного способа является то, что при большой разности диаметров капилляра и оптического волокна потери света при стыковке весьма значительные, а при их близких значениях процесс стыковки, особенно при использовании иммерсионных смазок, требует значительных нагрузок на концы оптического волокна, что часто приводит к его разрушению в процессе стыковки, особенно в полевых (шахтных) условиях, когда размер пылевых частиц, попадающих в капилляр, превышает разность диаметров капилляра и оптического волокна.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, в котором капилляр образован тремя сопряженными стержнями, установленными с обеспечением капиллярного канала для соосной фиксации волоконных световодов, при этом длина первого и второго стержней больше длины третьего стержня, выполненного с коническими торцами /5/. Недостатком данного устройства является отсутствие четкого критерия при выборе диаметра стержней, образующих капилляр, вследствие чего размеры капиллярного канала и оптического волокна не всегда будут оптимальными, из-за чего могут возникнуть дополнительные потери или трудности при стыковке оптических волокон.

Цель изобретения - устранение указанных недостатков устройства-прототипа.

На чертеже дана конструкция устройства.

Обозначения: 1 - направляющие стержни (2 шт.), 2 - фиксирующий стержень с коническими торцами, 3 - стягивающие элементы, 4 - оптическое волокно.

Цель изобретения достигнута с помощью использования для соединения концов оптического волокна трех сопряженных стержней, установленных с образованием капиллярного канала для соосной фиксации волоконных световодов и стягивающих стержни элементов. При этом длина первого и второго стержней (1) больше длины третьего стержня (2), выполненного с коническими торцами, причем диаметр стержней удовлетворяет условию

где d - диаметр оптического волокна,
и составляет величину 5-10 мкм (Δd - допустимое отклонение диаметра волоконного световода).

Использование такого капиллярного канала позволяет при достаточно точной стыковке концов соединяемых оптических волокон прилагать минимальные нагрузки на оптическое волокно, т.к. канавки между цилиндрами, образующими капиллярный канал, и оптическим волокном позволяют поддерживать давление между концами оптического волокна практически равным атмосферному, что особенно эффективно при использовании иммерсионной жидкости, и при наличии запыленности в эти каналы могут оттесняться пылевые частицы размером до 0,4 d (где d - диаметр оптического волокна).

Сравнение характеристик существующих и предлагаемого устройств приведены в таблице.

Проверка устройства показала, что:
1. для осуществления 10 соединений требуется не более 30 мин;
2. при соответствующей подготовке торца оптических волокон и соединения их описанным способом затухание в стыке (с иммерсионной смазкой) составляло от 0,2 до 0,7 дБ;
3. последующая проверка соединений в течение 3 мес изменений затуханий не выявила;
4. прочность соединений на разрыв определялась прочностью оптического волокна (при применении в качестве клея эпоксидной смолы).

Литература:
1. И.И. Гроднев, Ю.Т. Ларин, И.И. Теумин. Оптические кабели. М.: Энергоатомиздат, 1985, стр. 157.

2. И.И. Гроднев, Ю.Т. Ларин, И.И. Теумин. Оптические кабели. М.: Энергоатомиздат, 1985, стр. 155-156.

3. П. К. Чео Волоконная оптика. Приборы и системы. М.: Энергоатомиздат, 1988, стр.111.

4. Проспект на волоконно-оптический соединитель фирмы АТ АТ&T.

5. Патент РФ N 2046383, опубл. 20.10.95.

Использование: соединение световодов, в частности, в полевых условиях. Сущность: устройство для соединения волоконно-оптических световодов содержит три сопряженных стержня, установленных с образованием капиллярного канала для соосной фиксации волоконных световодов, и стягивающие стержни элементы, при этом длина первого и второго стержней больше длины третьего стержня, выполненного с коническими торцами, диаметр стержней удовлетворяет условию , где d - диаметр волоконного световода, α = 5-10 мкм. 1 ил., 1 табл.

Устройство для соединения волоконно-оптических световодов, содержащее три сопряженных стержня, установленных с образованием капиллярного канала для соосной фиксации волоконных световодов, и стягивающие стержни элементы, при этом длина первого и второго стержней больше длины третьего стержня, выполненного с коническими торцами, отличающееся тем, что диаметр стержней удовлетворяет условию

где d диаметр волоконного световода;
α = 5 10 мкм.