Многожильный световод Советский патент 1991 года по МПК G02B6/06 

Фиг.З

Изобретение относится к световодам, в частности к оптическим многожильным световодам из кварцевого стекла, которые могут быть использованы в качестве передатчиков изображений для различных индикаторов изображений, применяемых в промышленности и других областях, особенно в качестве передатчиков изображений для медицинских индикаторов изображений.

Целью изобретения является повышение четкости и яркости передачи изображения при уменьшении диаметра световода.

На фиг,1 схематически изображено поперечное сечение двух соседних волокон многожильного световода с однослойной оболочкой; на фиг.2 - то же, трехслойной оболочкой; на фиг.З - изменение показателя преломления жилы волокна.

На фиг.1 и 2 обозначены жила 1, однослойная оболочка 2, первый 3, второй 4 и третий 5 слои трехслойной оболочки.

На чертежах и в тексте приняты следующие буквенные обозначения : Dc - диаметр жилы 1; Df - диаметр волокна; Т0 - толщина однослойной оболочки 2; Ti, T2 и Тз-толщины соответственно первогоЗ, второго А и третьего 5 слоев, А - кривая изменения показателя преломления материала жилы 1 для случая, соответствующего данному изобретению; В - параболическая кривая; по - показатель преломления в центре жилы 1; щ-тоже, на ее границе; и - радиус жилы 1; Г2 - величина, равная 0,65 п: П2 - показатель преломления на расстоянии Г2 от центра жилы.

Световод содержит 102 - 107 оплавленных между собой оптических волокон.

Жила 1, занимающая не менее 20% поперечного сечения волокна, оболочка 2 и слои 3-5 выполнены из активированного кварцевого стекла и сплавлены между собой. Величины показателей преломления П2, ni и По выбраны из соотношения

о

П2 S ni + 0,65 (n0-ni),

Такое распределение показателя преломления может быть реализовано, например, с помощью присадок германия или фосфора при регулировании аксиального осаждения из паровой фазы или в аналогичном процессе. Разность показателей преломления (гм-По) выбрана в пределах 0.015-0,040. Для волокон с однослойной оболочкой 2 величины Df и Т0 составляют 3-16 мкм и С,5-5 мкм соответственно.

Для волокон с трехслойной оболочкой первый слой 3 выполнен из чисюг о кварцевого стекла, легированною фтором и/или

бором, второй слой 4 также выполнен из чистого кварцевого стекла, легированного фтором и/Или бором, с показателем преломления, превышающим показатель преломления первого слоя 3 не менее чем на 0,02; а третий слой 5 изготовлен из кварцевого стекла с температурой протягивания не менее 1800°С. При этом Df составляет величину в пределах 3,0-8 мкм, Ti - в пределах

0,02-0,7 мкм; Т2 - в пределах 0,1-1,5 мкм и Тз -- в пределах 0,02-0,6 мкм.

Многожильный световод работает следующим образом.

При подаче на его входной торец переносящего изображение светового потока каждое из волокон воспринимает и передает некоторую его часть в соответствии с площадью поперечного сечения своей жилы 1. Высокая яркость и четкость передачи изображения при малом диаметре световода обеспечиваются наличием плавного и в то же время достаточно крутого распределения показателя преломления жилы 1 при малых толщинах как самой жилы 1, так и

оболочки 2 (слоев 3-5).

Применение для третьего слоя 5 кварцевого стекла с высокой температурой протягивания обеспечивает высококачественную структуру световода даже при высокой текучести жилы 1 и внутренних слоев 3, 4 оболочки, что также способствует высококонтрастной передаче изображения.

Формула изобретения

1. Многожильный световод, состоящий из сплавленных между собой в количестве 10-10 оптических волокон, имеющих выполненные из активированного кварцевого стекла оболочку и жилу, занимающую не менее 20% поперечного сечения волокна, отличающийся тем, что. с целью повышения четкости и яркости передачи изображения при уменьшении диаметра

световода, каждая жила выполнена с распределением показателя преломления, удовлетворяющим соотношению ni + 0,65(п0-ги),

где По - показатель преломления в центре жилы:

щ - показатель преломления наружной части жилы;

пг - показатель преломления на расстоянии от центра жилы, равном 0.65 радиуса жилы.

2. Световод по п.1,отличаю щи й- с я тем.- что разность между показателем преломления п0 в центре жилы и показателем преломления щ наружной части жилы выбраны в пределах 0,015-0,040.

3. Световод по п.1, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что оболочка выполнена из трех слоев, первый из которых изготовлен из чистого кварцевого стекла, легированного фтором и/или бором, второй слой изготовлен из чистого кварцевого стекла, легированного фтором и/или бором, имеющего показатель преломления, превышающий показатель преломления первого слоя не

менее чем на 0,002, а третий слой изготовлен из кварцевого стекла с температурой протягивания не меньшей 1800°С

4. Световод по п.З, отличающий- с я тем, что диаметр оптического волокна выбран в пределах 3,0-8,0 мкм, толщина первого оболочкового слоя выбрана в пределах 0,02-0.7 мкм, толщина второго оболочкового слоя выбрана в пределах 0,1-1,5 мкм, а толщина третьего оболочкового слоя выбрана в пределах 0,02-0.6 мкм.

Изобретение относится к световодам, в частности к оптическим многожильным световодам из кварцевого стекла, которые могут быть использованы в качестве передатчиков изображений для различных индикаторов изображений, применяемых в промышленности и других областях, особенно в качестве передатчиков изображений для медицинских индикаторов изображений. Цель изобретения - повысить четкость и яркость передачи изображения при уменьшении диаметра световода. Распределение показателя преломления в жиле единичного волокна выполнено более крутым (кривая A), чем для параболического случая (кривая B), при этом N₂ ≥ N₁ + 0,65(N₀ - N₁), где N₁ - показатель преломления на краю жилы

N₀ - в ее центре

N₂ - на расстоянии Z₂ = 0,65 радиуса жилы. Это позволило при малых толщинах оболочки и жилы получить высокую четкость и яркость. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Фиа1