Разветвитель оптических сигналов Советский патент 1987 года по МПК G02B6/28 

Изобретение относится к области световодных систем связи, в частности к оптическим разветвителям, и может быть использовано для равномерного разделения мощности оптического сигнала между несколькими световодами.

Цель изобретения - уменьшение оптических потерь.

На фиг, 1 изображена конструкция разветвителя оптических сигналов, общий вид; на фиг. 2 - световод-смет ситель, сечение в плоскости торцов принимающих световодов; на . 3 - то же, сечение ,в плоскости наиболее удаленного от смесителя входного торца дополнительных световодов.

Разветвитель мощности оптических сигналов содержит корпус 1, два наконечника 2, две гайки 3 с противопо ложной навивкой, полый световод-смеситель 4, жидкую оптически прозрачную среду 5, жгут передающих световодов. 6, жгут принимающих световодов 7, дополнительные световоды 8. Жгуты передающих и принимающих световодов 6 и 7 вместе с дополнительными световодами 8 вклеены в соответствующие наконечники 2 Выступающие из наконечников концы передающих, принимающих и дополнительных, световодов вставлены в светойод-сме- ситёль 4 так, чтобы оси световодов и световода-смесителя были параллельными. Для предотвращения механических повреждений световод-смесител и дополнительные световоды вставлены в корпус 1 и приклеены к нему изнутри. Нагконечники 2 закрепляются гайками 3, которые завинчиваются в корпус I.

Разветвитель оптических сигналов работает следующим образом.

Оптический сигнал, поступающий по одному из световодов передающего жгу та 6 попадает в световод-смеситель 4 в виде совокупности лучей, угол наклона которых к оси световода-смесителя не превыщает величины

/NA . arcsin (),

Т1 ..

NA - числовая апертура передающего световода;

п. - показатель преломления материала сердцевины передающего световода и оптически прозрачной жидкости, заполняющей смеситель.

981-2

Распространяясь далее в сужающейся части световода-смесителя 4 лучи перемешиваются, равномерно заполняя сечение световода-смесителя и увеличивают предельный угол наклона к его оси, так как числовая апертура световода-смесителя в наиболее узкой части больше числовой апертуры переда

ющих световодов в

DI

D.

раз, где

1

диаметр входного конца световода- смесителя, D - диаметр наиболее узкой части световода-смесителя. Если выбрать показатель преломления стенки световода-смесителя меньше величины , вычисляемой по формуле

-SLfn О Г (п. а ч 1

По) П|

где п

- предельное значение показателя преломления стенки световода-смесителя; п - показатель преломления

оболочки передающих световодов,

то лучи не покидают сердцевину световода-смесителя и распространяются в ней дальше, испытывая полное внутреннее отражение на границе жидкая оптически прозрачная среда - стенка полого световода-смесителя. Распространяясь далее в расширяющейся части световода-смесителя лучи продолжают перемешиваться и уменьшают угол своего наклона, равномерно заполняя световод-смеситель. Из общего noto- ка д оптического излучения, npoxq- дящего через световод-смеситель, в принимающие световоды попадает часть, определяемая выражением

К

S S/

45

где S, - ппощадь, занимаемая торцами принимающих световодов; площадь сечения световода- смесителя, в котором расположены принимающие световоS, при условии, что b.j

ДЫ, Величина К,, равная К

D.

1

§1

определяет часть потока оптического излучения,не попавшего в принимающие световоды. Эта часть оптического излучения по промежуткам между принимающими cвeтoвoдa в и расширяющейся частью световода-смесителя, заполненными жидкой оптически прозрачной средой, поступает на входные торцы дополнительных световодов между плоскостью торцов принимающих световодов и входных торцов дополнительных световодов. Из К , части потока оптического излучения проходящего к входным торцам дополнительных световодов К части потока оптического излучения попадает в дополнительные световоды. Следовательно,

К-- ,

где S 3 - суммарная площадь торцов дополнительных световодов в плоскости их входных концов;

S - площадь световода-смесителя в плоскости входных торцов дополнительных светово- Дов.

Таким образом, К К - часть потока Фо оптического излучения попадает во входные концы дополнительных световодов и возвращается по ним к выходным концам дополнительных световодов, расположенным во входном конце световода-смесителя в одной плоскости с торцами передающих световодов, тем санам усиливая мощность потока Фд оптического излучения, поступающего в световод-смеситель по передающим световодам, на

величину tg К, К, Таким образом, по приниманицим световодам будет расfO

15

20

25

30

.

к,)-к,, к, - PpfK/ +C,-Xj)

Повторяя эти рассуждения, получаем, что суммарный поток излучения по световоду-смесителю будет равен величине

ф.9„ + Ф,-К, К,Ф.-(К,.К

...-.(к,)

или

ф %-11(,

Поток оптического излучения, попадающего в принимающие световоды, равен

.ф.

Формула изобретения

Разветвитель оптических сигналов, содержащий передаю1ций и принимающий жгуты световодов оптически связанные посредством световода-смесителя круглого сечения, имеющего участок сужения, отличающийся тем, что, с целью уменьщения оптических потерь, в разветвитель введены дополнительные световоды, входные тор- ща которых расположены между световодами принимающего жгута в промежутках между ними в расширенной части световода-смесителя, а выходные торцы

расположены между световодами перепределяться поток излучения, равный . дающего жгута в одной плоскости с

его торцаш, причем световод-смеситель выполнен в виде полого тела и заполнен жидкой оптически прозрачной средой с показателем преломпения рав- 40 ным показателю преломления сердцевины световодов.

..K.K,(,K,.K,b.

Часть этого потока снова возвращается в световод-смеештель и усиливает распространяющийся поток на величину

.

к,)-к,, к, - PpfK/ +C,-Xj)

Повторяя эти рассуждения, получаем, что суммарный поток излучения по световоду-смесителю будет равен величине

ф.9„ + Ф,-К, К,Ф.-(К,.К

...-.(к,)

или

ф %-11(,

Поток оптического излучения, попадающего в принимающие световоды, равен

.ф.

Формула изобретения

Разветвитель оптических сигналов, содержащий передаю1ций и принимающий жгуты световодов оптически связанные посредством световода-смесителя круглого сечения, имеющего участок сужения, отличающийся тем, что, с целью уменьщения оптических потерь, в разветвитель введены дополнительные световоды, входные тор- ща которых расположены между световодами принимающего жгута в промежутках между ними в расширенной части световода-смесителя, а выходные торцы

Изобретение относится к свето- водным системам связи и позволяет уменьшить оптические потери в устройстве. В разветвителе жгуты передающих 6 и принимаюащх 7 световодов оптически связаны световодом-смесителем, выполненным в виде полого тела, заполненного жидкой оптически прозрачной средой. Показатели преломления среды и сердцевины световодов равны. Поступающий по одному из передающих световодов 6 оптический сигнал распространяется в световоде- смесителе в виде совокупности лучей, перемешивающихся в сужающейся части и равномерно заполняющих его сечение. Часть оптического излучения, не попавшая в принимающие световоды 7, поступает на входные торцы дополнительных световодов 8, расположенные между принимающими световодами 7, и возвращается по ним через выходные торцы в световод-смеситель. 3 ил. ел ШШШ to со О) о 00 фи1.1

Фи&2

Редактор А, Ревин

Составитель П. Оввян

Техред М.ХоданичКорректор А. Обручар

Заказ 776/49Тираж 522Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производс 1 В«нно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, у.п. Прое-кгная, 4

9ие.5