Измеритель оптического затухания световода Советский патент 1992 года по МПК G02B6/00 

VI

ifi 18

vj

CJ СО 00 V4

Изобретение относится к волоконной оптике и предназначено для определения оптического затухания непрерывного светового излучения, распространяющегося в световоде или кабеле при одностороннем доступе к одному из его концов, например в волоконно-оптических линиях связи.

Известен измеритель затухания оптического волокна при одностороннем доступе 1, включающий расширяющийся фокон, капилляр с иммерсионной жидкостью, фильтр, фазовращатель, два аттенюатора, схему компенсации, выпрямитель, схему сравнения, источник эталонного напряжения, задающий генератор, источник оптических импульсов, оптический разветвитель, вход которого подключен к выходу источника оптических импульсов, один из выходов - к фотодиоду, другой - к фокону, и индикатор.

Недостатком такого устройства является сложность его реализации, так как оно содержит сложную и дорогостоящую импульсную технику, а также ограничение функциональных возможностей, так как такое устройство неработоспособно на коротких образцах, что связано с трудностью разделения двух импульсов света с малой скважностью.

Известен измеритель затухания оптического волокна при одностороннем доступе 2, содержащий лазер, два волоконных от- ветвителя, калиброванный оптический атте- нюатор, две кюветы с иммерсионной жидкостью, два фотодетектора, смеситель мод, два источника смещения, индикатор и общую шину.

К недостаткам такого устройства относятся сложность его конструктивного исполнения и невозможность проведения измерений на коротких образцах.

В качестве прототипа выбрано устройство, реализующее способ определения потерь в многомодовом световоде и содержащее коллимированный источник излучения, поляризатор, полупрозрачное зеркало, микрообъектив, исследуемый световод, анализатор, две линзы, диафрагму, фотодиод 3.

Недостатком данного устройства является низкая повторяемость результатов измерения оптических потерь в световоде из-за сильной зависимости установки входного торца относительно падающего сфокусированного излучения и последующего согласования обратно отраженного излучения с диаметром диафрагмы, установленной перед фотодиодом, а также ограниченный диапазон измерения оптических потерь из-за частичной поляризации

полупрозрачным зеркалом обратно отраженного от выходного торца световода полностью деполяризованного излучения.

Цель изобретения - повышение точности и надежности устройства.

Цель достигается тем, что измеритель содержит расположенные на одной оптической оси источник излучения, объектив, пластину Я /4, поляризатор, объемное

полупрозрачное зеркало, холостой и исследуемый световоды закрепленные во втулке, а по ходу отраженного луча расположены градиентная линза, анализатор, диафрагма и фотодиод, соединенный через линейный

усилитель с измерительным прибором, причем входной торец холостого световода расположен в фокусе объектива, а выходной торец жестко закреплен, объемное полупрозрачное зеркало выполнено в сечении в

виде трапеции с углом у нижнего основания в 45° и расположено между поляризатором и входным торцом холостого световода под углом 45° к оптической оси, непараллельные грани покрыты противоотражающим покрытием. При этом обеспечивается прохождение половины отраженных световых потоков на границе раздела двух сред и при скрещенных анализаторе и поляризаторе на фотодиод приводит только половина деполяризованного света, отраженного от выходного полюса измеряемого световода, по величине которого и величине деполяризованного света, отраженного от выходного торца холостого световода, определяют величину потерь в многомодовом световоде.

На фиг. 1 представлена структурная схема измерителя оптического затухания в световоде при одностороннем доступе.

Схем содержит источник 1 излучения

(полупроводниковый лазер с непрерывным излучением), объектив 2, пластину Я /4 3, поляризатор 4, объемное полупрозрачное зеркало 5, холостой световод 6, втулку 7, исследуемый световод 8, расположенные по

ходу оптического луча, градиентную линзу 9, анализатор 10, диафрагму 11, расположенные по ходу отраженного луча, который направлен на фотодиод 12. соединенный через линейный усилитель 13 с измерительным прибором 14.

Объемное полупрозрачное зеркало (фиг.2) выполнено из стекла К-8 с показателем преломления п 1,51, имеет в сечении вид трапеции, одна боковая сторона которой перпендикулярна основаниям, а другая составляет угол, равный 45°, позволяющий разносить в пространстве два световых потока. Боковые поверхности стооон покрыты

светопоглощающим покрытием. Это необходимо для гашения излучения, отраженного от боковых поверхностей оснований в материале стеклянной пластины (зеркала). Так как входной торец 15 холостого световода 6 устанавливается в фокусе объектива 2, то при необходимости подъюстируется до максимального прохождения сигнала, после чего входной торец, заделанный в нако- нечник, жестко фиксируется в таком положении (например, заливается эпоксидным клеем). На выходной торец 16, заделанный в наконечник и укрепленный в разъеме, устанавливается согласующая втулка 7, посредством которой подстыковывается входной торец 17 измеряемого световода 8.

Холостой световод 6 по своим функциям отличается от функций, выполняемых модо- вой ловушкой. Он предназначен для деполяризации обратно отраженного от выходного торца 16 холостого световода 6 излучения, так как многомодовые световоды при незначительной длине (порядка 2-5 м,) полностью деполяризуют линейно поляризованное излучение, введенное в световод. Поэтому длина холостого световода 6 не превышает 3 м, Относительно полупрозрачного зеркала 5 ориентирована система регистрации, оптическая ось которой перпендикулярна оптической оси входного торца 15 холостого световода 6. Вдоль оптической оси системы регистрации за полупрозрачным зеркалом 5 расположены градиентная линза 9, собирающая обратно отраженный от входного и выходного торцов холостого световода 6 световой поток, анализатор 10, фотодиод 12. Электрический сигнал от фотодиода 12 поступает на линейный усилитель 13с последующей регистрацией показаний вольтметром 14.

Устройство работает следующим образом. Световой поток от полупроводникового лазера 1 непрерывного излучения собирается и фокусируется объективом 2 на входном торце 15 холостого световода 6, предварительно пройдя расположенные последовательно пластинуЯ /4 3, поляризатор 4 и объемное полупрозрачное зеркало 5, установленное под углом 45° к оптическим осям источника излучения и входного полюса. Использование стеклянной пластины А /4 вызвано преобразованием частичного линейного поляризованного излучения в излучение, поляризованное по кругу, з на выходе поляризатора 4 получим пол юстью линейно поляризованное, но с возможностью придания вектору поляризации направления, ортогонального основанию устройства и коллинеарного боковой поверхности зеркала. Это связано с тем, что обратно отраженный от выходного торца 16 холостого световода 6 полностью деполяризованный световой поток после отражения от полупрозрачного зеркала 5 частично линейно поляризован. Чтобы полностью загасить световой поток, отраженный от входного торца 15 холостого световода 6, и измерить обратно отраженный от выходного торца 16, необходимо условие скрещенных поляризатора 4 и анализатора 10. При этом направление вектора частично поляризованного при отражении от полупрозрачного зеркала 5 падающего деполяризованного, отраженного от выходного торца 16 холостого световода 6, излучения и кристаллографическая ось анализатора 10 должны быть коллинеарны между собой. Так как излучение, отраженное от второй поверхности зеркала, проходит анализатор 10 (вектор поляризации составляет некоторый угол, определяемый толщиной зеркала, с вектором поляризации светового потока, отраженного от первой поверхности зеркала), поэтому применено

зеркало такой конфигурации, как показано на фиг. 2. Излучение линейно поляризованного света, отраженного от входного торца 15 световода 6, и деполяризованного света, отраженного от выходного торца 18 световода 8, после отражения от зеркала 5 проходит через градиентную линзу 9, анализатор 10, диафрагму 11 и регистрируется фотодиодом 12. При скрещенных анализаторе 10 и поляризаторе 4 на фотодиод 12 проходит

только половина деполяризованного света, отраженного от выходного торца 18 световода 8, а линейно поляризованный свет полностью гасится. После отстыковки измеряемого световода 8 и протирки от иммерсионной жидкости выходного торца 16 холостого световода 6 на фотодиод 12 приходит половина деполяризованного света, отраженного от выходного торца 18. По значениям потоков света Ф0 и Фт, измеренных

в обоих случаях, вычисляется величина потерь т в многомодовых световодах

г--101аф1 т Т|дФ

Формула изобретения Измеритель оптического затухания световода, содержащий источник излучения, объектив, поляризатор, полупрозрачное зеркало, анализатор; линзу, диафрагму и фотоприемник, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности, в устройство введен холостой световод, полупрозрачное зеркало в сечении имееттрапецию, две боковые грани которой

покрыты светопоглощающим покрытием, с углами при основании 45° и 90°, входной торец холостого световода находится в фокусе объектива, выходной торец жестко закреплен, а полупрозрачное зеркало установлено на боковую сторону, образующую с основанием угол 45°, причем основание обращено к источнику излучения.

Изобретение относится к волоконной оптике и предназначено для определения оптического затухания непрерывного светового излучения, распространяющегося в световоде или кабеле при одностороннем /. доступе к одному из его концов. Цель изобретения - повышение точности и надежности устройства. Световой поток источника 1, фокусируется объективом 2, проходя поляризатор 4 и объемное зеркало 5, на входном торце 15 холостого световода 6. Затем поток линейно поляризованного света, отраженного от входного торца 15 световода 6, и деполяризованного света, отраженного от выходного торца 18 световода 8, после отражения от зеркала 5 проходит через линзу 9, анализатор 10, диафрагму 11 и регистрируется фотодиодом 12. При скрещенных анализаторе 10 и поляризаторе 4 на фотодиод попадает половина деполяризованного света, отраженного от выходного торца 18 световода 8. После отстыковки световода 8, диод регистрирует половину деполяризованного света, отраженного от выходного торца 18 световода 8. По значениям световых потоков вычисляют величину потерь в исследуемом световоде. 2 ил. 75 7 /7 М/ Ј ::5Јi

№

3