Регулируемая оптико-волоконная пассивная линия задержки Российский патент 2020 года по МПК G02B6/34 G02B26/06 

Регулируемая волоконно-оптическая пассивная линия задержки представляет собой отрезок оптоволоконной линии с изменяемой длиной и может применяться там, где необходимо фазовое выравнивание каналов, например, в системах разводки сигналов для фазированных антенных решеток.

Известна регулируемая волоконно-оптическая пассивная линия задержки, выполненная в виде двух подложек, на одной из которых расположены несколько оптических волокон, а на другой подложке расположено одно оптическое волокно (патент US №4676585, от 30.06.1987). В этом устройстве осуществляется плавная механическая регулировка задержки перемещением одной подложки с оптическим волокном относительно подложки, имеющей несколько оптических волокон. При этом в такой линии задержки получаются большие оптические потери за невозможности точности совмещения оптических волокон на обеих подложках. Для устранения этого недостатка необходимо изготавливать сложное оборудование для точной подгонки при совмещении оптических волокон на подложках.

Техническим результатом является снижение оптических потерь при упрощении изготовления.

Технический результат достигается выполнением регулируемой волоконно-оптической пассивной линии в виде пластины, имеющей два паза прямоугольного сечения, пересекающихся под углом, в одном из которых размещена обойма с фиксированными параллельно установленными граданами, и подпружиненный ползун с отражающей треугольной прямой призмой, высота которой больше диаметра расширяемого светового потока, второй паз выполнен замкнутым в виде кармана, в котором установлена с возможностью перемещения вдоль паза четырехугольная прямая призма, через две ее рабочие грани имеется возможность прохождения расширяемого светового потока, в обойме с граданами к их торцам приклеена треугольная призма, один из углов которой равен углу пересечения пазов в корпусе, а одна из граней непосредственно соприкасается с боковой поверхностью четырехугольной призмы, все призмы имеют высоту больше диаметра расширяемого граданами светового потока.

В регулируемой волоконно-оптической пассивной линии задержки подвижные сопрягаемые грани призм, через которые проходит расширяемый граданами световой поток, всегда прижаты друг к другу подпружиненным ползуном через иммерсионную смазку.

Регулируемая волоконно-оптическая пассивная линия задержки в качестве иммерсионной смазки использована кремнеорганическая смазка.

Регулируемая волоконно-оптическая пассивная линия задержки корпус выполнен с антикомпрессионным каналом, соединяющим концы паза с размещенной в нем призмой.

В регулируемой волоконно-оптической пассивной линии задержки все призмы выполнены из кварца.

В регулируемой волоконно-оптической пассивной линии задержки все призы выполнены из полиметилметакрилата.

В регулируемой волоконно-оптической пассивной линии задержки в корпусе предусмотрены отверстия для стяжек, обеспечивающих возможность сборки многоканального пакетного исполнения.

На чертежах показана регулируемая волоконно-оптическая пассивная линия, где:

на фиг. 1 показан общий вид,

на фиг. 2 показаны элементы оптического канала,

на фиг. 3 показан корпус с крышкой,

на фиг. 4 показана подвижная каретка,

на фиг. 5 показана фиксировано подвижная каретка,

на фиг. 6 показан оптический канал,

на фиг. 7 показан многоканальный вариант линии задержки.

Регулируемая волоконно-оптическая пассивная линия (Фиг. 1) содержит корпус 1 с двумя прямоугольными пазами 2 и 3 (на фиг. 3 корпус показан отдельно), пересекающимися, например, под углом 30°.

В прямоугольном пазу 2 вставлена обойма 4 с размещенными в ней согласующей треугольной призмой 9, граданами 5 и 6 (фиг 2), сопряженными с ними оптическими кабелями 7 и 8, являющимися входом и выходом, расположенными параллельно друг другу. Положение обоймы 4 в пазу 2 зафиксировано. Второй элемент в этом пазу ползун 10 (фиг. 2) содержит треугольную отражающую призму 11 и может перемещаться вдоль паза 2. Ползун подпружинен (пружины 12, 13 и фиксатор 14). Во втором пазу 3 (фиг. 1) с возможностью перемещения вдоль паза размещена четырехугольная призма 15, положение которой регулируется винтом 16. В сборе устройство закрыто крышкой 17. Световой поток входит в градан 5 (фиг. 2), перемещается через часть призмы 15 и попадает в треугольную призму 11, внутри которой, отражаясь от одной из граней, попадает на другую грань и выходит через параллельный канал, градан 6 и на выход.

На фиг. 6 показана оптическая схема линии задержки. Оптические кабели 7 и 8, граданы 5 и 6 и треугольная согласующая призма 9, острый угол которой равен углу пересечения пазов 2 и 3 (фиг. 2), установлены неподвижно. Оптические элементы схемы могут перемещаться: четырехугольная призма 15 по оси Q (фиг. 6) и треугольная отражающая призма 11, закрепленная на ползуне 10 - вдоль оси X. Все три призмы - прямые и высота их больше диаметра, расширяемого граданами светового потока. Боковые грани призмы 15, стыкуемые с гранями призм 11 и 9 всегда прижаты через иммерсионную смазку 18 и 19, чем обеспечивается полный оптический контакт и отсутствуют отражения от поверхностей, разделяющих элементы на пути светового потока. Из оптической схемы фиг.6 видно, что длина от входа Sвx до выхода Sвых может меняться на величину 2ΔL=2AQ.cosα. Таким образом, максимальная регулируемая оптическая длина определяется как Lmax.рег=2 ΔQmax.cosα, где Qmax - максимальный регулируемый ход призмы 15. Пределы регулирования ограничены перемещением винта 16. Для того чтобы перемещение призмы 15 не создавало компрессии ввиду замкнутости паза 3, в корпусе имеется обводной канал 17 (фиг. 1), соединяющий торцевые области замкнутого паза 3.

Таким образом, благодаря параллельному расположению входного и выходного кабелей с одной стороны корпуса уменьшаются потери, упрощается изготовление, при удобстве в обслуживании, а также создается возможность увеличения длины задержки, диапазона регулирования за счет двойного прохождения (прямого и обратного) потоков.

Для возможности простой сборки многоканального устройства в корпусе 1 (фиг. 1) предусмотрены четыре отверстия 20 для стяжек (шпилек), на которые нанизывается несколько регулируемых волоконно-оптических пассивных линий задержки. Возможный многоканальный вариант показан на фиг. 7.

Регулируемая волоконно-оптическая пассивная линия задержки имеет корпус, выполненный в виде пластины с двумя пазами прямоугольного сечения, пересекающимися под углом, в одном из которых размещена фиксированная обойма, с параллельно установленными входным и выходным граданами, к торцам которых приклеена согласующая треугольная призма, один из углов которой равен углу пересечения пазов в корпусе, и подпружиненный ползун с отражающей треугольной прямой призмой, высота которой больше диаметра расширяемого светового потока. Второй паз корпуса выполнен замкнутым в виде кармана, в котором установлена с возможностью перемещения вдоль паза четырехугольная призма, причем две ее рабочие грани, через которые имеется возможность прохождения расширяемого светового потока, прижаты к соответствующим граням отражающей треугольной призмы и согласующей треугольной призмы подпружиненным ползуном. Все призмы имеют высоту больше диаметра расширяемого градами светового потока. Технический результат - снижение оптических потерь при упрощении изготовления. 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Регулируемая волоконно-оптическая пассивная линия задержки имеет корпус, выполненный в виде пластины с двумя пазами прямоугольного сечения, пересекающимися под углом, в одном из которых размещена фиксированная обойма с параллельно установленными входным и выходным граданами, к торцам которых приклеена согласующая треугольная призма, один из углов которой равен углу пересечения пазов в корпусе и подпружиненный ползун с отражающей треугольной прямой призмой, высота которой больше диаметра расширяемого светового потока, второй паз корпуса выполнен замкнутым в виде кармана, в котором установлена с возможностью перемещения вдоль паза четырехугольная прямая призма, причем через две ее рабочие грани, через которые имеется возможность прохождения расширяемого светового потока, прижаты к соответствующим граням отражающей треугольной прямой призмы и согласующей треугольной призмы подпружиненным ползуном, все призмы имеют высоту больше диаметра расширяемого граданами светового потока.

2. Регулируемая волоконно-оптическая пассивная линия задержки по п. 1, отличающаяся тем, что подвижные сопрягаемые грани призм, через которые проходит расширяемый граданами световой поток, всегда прижаты друг к другу подпружиненным ползуном через иммерсионную смазку.

3. Регулируемая волоконно-оптическая пассивная линия задержки по п. 2, отличающаяся тем, что в качестве иммерсионной смазки использована кремнеорганическая смазка.

4. Регулируемая волоконно-оптическая пассивная линия задержки по п. 1, отличающаяся тем, что в корпусе имеется антикомпрессионный канал, соединяющий торцевые области второго паза с размещенной в нем четырехугольной прямой призмой.

5. Регулируемая волоконно-оптическая пассивная линия задержки по п. 1, отличающаяся тем, что все призмы выполнены из кварца.

6. Регулируемая волоконно-оптическая пассивная линия задержки по п. 1, отличающаяся тем, что все призмы выполнены из полиметилметакрилата.

7. Регулируемая волоконно-оптическая пассивная линия задержки по п. 1, отличающаяся тем, что в корпусе пазы прямоугольного сечения, пересекаются, например, под углом 30°.

8. Регулируемая волоконно-оптическая пассивная линия задержки по п. 1, отличающаяся тем, что в корпусе предусмотрены отверстия для стяжек, обеспечивающие возможность сборки многоканального пакетного исполнения.