Волоконно-оптический разъем Советский патент 1986 года по МПК G02B6/32 

Изобретение относится к волоконно оптическим разъемам. Цель изобретения - уменьшение оптических потерь при снижении допусков на точность установки линз вдоль оси. На фиг. 1 показана оптическая схема волоконно-оптического разъема на фиг. 2 - кривые, обосновывающие получение положительного эффекта. Волоконно-оптический разъем содержит разъемный корпус(не показан в котором закреплены концы волоконных световодов 1 и 1 , с торцами ко торых состыкованы двухслойные сферические линзы 2 и 2 , дистанидонированные одна от другой. Радиусы сердечников световодов 1 и 1 и сло ев полусферических линз 2 и 2 нахо дятся в отношении 1:2:4. На фиг. 2 приведены кривые оптических потерь в зависимости от расстоянии между вершинами линз (отношения этого расстояния к радиусу сердечника световода а), а именно: кривые 3-5 - оптические потери в разъеме с однослойными линзами (известное устройство) соответствен но при ,0а, Uc 1,5, U,1,7; R,2,Oa,,5 и U,1,5; ,0а, Up 1,5 и ,7 (R - радиус линзы, а - радиус сердечника световода, Uj, и Цд - показатели преломления се дечника световода и линзы); кривые 6 и 7 - оптические потери при Uj. 1,5: кривая 6 - и,1,6, 112 1,8; кривая 7 - и 1,5, ,7; кривая 8 - оптические потери при ,5, и,1,5, ,6; кривая 9 - оптические потери при ,5, и,-1,7, ,8; кривая 10 - оптические потери пр ,5, и,1,8, ,9; кривая 11 - оптические потери пр ,5, и,1,9, и,2,0; кривая 12 - оптические потери пр ,5, и, 2,0, ,1. Из приведенных кривых можно сделать следуклцие выводы: 1 . В волоконно-оптическом ра.зъем с однослойными линзами оптические потери растут с увеличением расстоя ния между вершинами линз, т.е. опти мальным случаем с точки зрения опти ческих потерь является стыковка лин Это Может приводить к повреждению и поверхности и соответствующим потерям. Практически для обеспечения не-, повреждения линз при монтаже следует выдерживать межд.у линзами зазор порядка 1,0-1,3 а. Из кривых: 4-6 следует, что увеличение радиуса линзы до 4,0 а приводит к увеличению минимального уровня потерь. 2.Из кривых 6 и 7 очевидно, что при разности ,0,2 оптические потери также монотонно возрастают с увеличением расстояния между двухслойными линзами, т.е. эффект предложения не достигается. 3.Из кривой 8 видно, что при Up-и ( оптические потери монотонно растут, т.е. эффект предложения не достигается. 4.Из кривых 9-12 видно, что при Up-iи,i п. и и,, 0,1 оптические потери сначала уменьшаются при увеличении расстояния между двухслойными линзами, а затем возрастают, т.е. имеет место минимум оптических потерь. Эффект предложения достигается в тех случаях, когда этот минимум оптических потерь, лежит ниже оптических потерь в известном устройстве при минимально допустимом расстояНИИ между однослойными линзами, т.е. потерь при расстоянии между линзами порядка 1,0 а. Это условие вьтолняется для всех кривых 9-12, хотя и в различной степени, а именно: приие 1,5, и,1,7, ,8 (кривая 9) диапазон оптимальных расстояний составляет 1,0-2,8 а (1,0 а граница безопасного расстояния, а после 2,8 а наблюдается резкое увеличение потерь); при ,5, и, 1,8, ,9 оптимальный диапазон составляет 1,04,0 а, предпочтительно 1,6-3,6 а (нижняя граница широкого диапазона граница безопасного расстояния, верхняя граница выбрана из условия примерного равенства потерь известным устройством, границы поддиапазона выбраны по полуширине минимума); при U;, 1,5, и, 1,9, и,2,0 (кривая 11) оптимальный диапазон расстояний составляет 1,8-4,6 а, предпочтительно 2,2-3,6 а (критерии выбора аналогичны); при ,5, и,2,0, ,1 (кривая 12) оптимальный диапазон составляет 2,4-5,0 а, предпочтительно 2,64,2 а (критерии выбора аналогичные). Таким образом, помимо общего сни жения уровня оптических потерь в предложенном устройстве - волоконно оптическом разъеме снижены допуски на точность дистанционирования оптических элементов. Формула изобретени 1. Волоконно-оптический разъем, содержащий концы волоконных светово дов и сопряженные с ними полусферические линзы, установленные соосно на расстоянии одна от другой, отличающийся тем, что, с целью уменьшения оптических потерь при снижении допусков на точность установки линз вдоль оси, полусфери ческие линзы вьшолнены двухслойными

0,11,ч 0.1 e,g 1.0 1.г t.t 1,1 1,1 i.o г.г г.о t,t t.i s,t г.г j,« J. J.t . f . . .

.Sinfl.r)

S .fiftl.t)

iPut г 494 причем п,-;п,п, где п., п , показатели преломления соответственно сердечника световода, первого, сопряженного с сердечником, слоя полусферической линзы и второго внешнего слоя полусферической линзы. 2. Разъем по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что отношение радиусов сердечника световода, первого и второго слоев полусферической линзы выбрано равным 1:2:4, величина показателя преломления первого слоя полусферической линзы выбрана в диапазоне 1,7-2,0 при величине показателя преломления сердечника световода 1,5-1,6, величина показателя преломления второго слоя полусферической линзы выбраны в диапазоне 1,8-2,1.

Изобретение относится к волоконной оптике и позволяет уменьшить оптические потери в разъеме при снижении допусков на точность установки линз вдоль оси. Торцы волоконных световодов 1 и 1 состыкованы с двухслойными сферическими линзами 2 и 2 . Показатель преломления первого слоя выбран в диапазоне 1,7-2,0, внешнего слоя - в диапазоне 1,8-2,1 при показателе преломления световода 1,5-1,6. Радиусы сердечников и слоев линз 2 и 2 удовлетворяют соотношению 1:2:4. Установка линз с зазором между ними исключает повреждение их поверхностей при монтаже. 2 ил, 1 3.п..ф-лы. э СП со 4; со