СПОСОБ ЦЕНТРИРОВАНИЯ СВЕТОВОДОВ Советский патент 1995 года по МПК G01B11/27 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в технологии производства деталей оптических соединителей световода для их центрирования в обрабатывающем станке.

Известен способ центрирования световода, установленного в центрирующий патрон шпинделя обрабатывающего станка, включающий пропускание светового потока через световод, регистрацию положения светового пятна на торце световода относительно оси вращения шпинделя станка и координатное центрирование световода.

Однако использование этого способа приводит к необходимости применения при сборке световода трудоемких юстировочных операций для исключения угловой несоосности его оптической оси и оси вращения шпинделя обрабатывающего станка. Кроме того, точность центрирования в этом случае невысока, т.к. оценивается субъективно оператором.

Указанные недостатки устранены в принятом за прототип способе центрирования световодов, в котором экранируют посредством шторки часть пучка лучей, выходящего из световода, регистрируют пучок лучей в плоскости анализа, расположенной по ходу пучка лучей за шторкой и по результатам регистрации центрируют световод.

Недостатком способа, принятого за прототип, является ограниченная точность центрирования в результате погрешностей определения положений центрировочного патрона, в которых необходимо осуществить регистрацию пучка лучей, а также в результате значительной погрешности измерения координат границы пучка при его регистрации из-за дифракции света на краю шторки и изменений контрастности граничной зоны пучка в зависимости от величины его децентровки по углу.

Целью изобретения является повышение точности центрирования.

Указанная цель достигается тем, что в способе центрирования световода, заключающемся в том, что устанавливают в центрировочный патрон, выполненный с возможностью поворота вокруг своей оси, световод, пропускают через него пучок лучей, экранируют посредством шторки часть пучка лучей, выходящего из световода, регистрируют пучок лучей за шторкой и по результатам регистрации центрируют световод, шторку устанавливают на расстоянии от световода, не превышающем его конфокальный параметр, а регистрацию пучка лучей осуществляют посредством измерения амплитуды линейных перемещений и максимального изменения интенсивности первого дифракционного максимума за полный оборот центрировочного патрона.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства, реализующего предложенный способ, на фиг. 2 изменение интенсивности светового потока в плоскости регистрации вдоль оси контрольного прибора при вращении шпинделя.

Устройство, реализующее предложенный способ, содержит осветитель (на чертеже не показан), центрировочный патрон 3, шторку 4 и устройство 5 регистрации.

Центрируемый световод 1 устанавливают таким образом, чтобы его входной торец был оптически связан с осветителем, а выходной закреплен в центрировочном патроне.

На фиг. 1 и 2 даны следующие обозначения:
Z_k конфокальный параметр пучка, прошедшего световод;
А амплитуда линейных перемещений первого дифракционного максимума;
Δ I максимальное изменение интенсивности первого дифракционного максимума за полный оборот центрировочного патрона.

Устройство работает следующим образом (фиг.1).

Пропускают через световод световой пучок. Устанавливают шторку на расстоянии от световода, не превышающем его конфокальный параметр. Экранируют посредством шторки часть пучка лучей, выходящего из световода. Регистрируют пучок лучей в плоскости анализа, расположенной по ходу пучка лучей за шторкой, определяя с помощью фоточувствительного прибора, например матричной ПЭС-телекамеры, положение первого дифракционного максимума. Включают вращение центрировочного патрона, закрепленного в шпинделе 2 обрабатывающего станка. Фиксируют с помощью фоточувствительного прибора значение амплитуды линейных перемещений первого дифракционного максимума за полный оборот центрировочного патрона. Производят с помощью центрировочного патрона координатное смещение оптической оси световода в двух взаимно перпендикулярных плоскостях в направлении уменьшения амплитуды линейных перемещений первого дифракционного максимума за полный оборот центрировочного патрона до нуля. Фиксируют с помощью фоточувствительного прибора максимальное изменение интенсивности первого дифракционного максимума за полный оборот центрировочного патрона. Производят с помощью центрировочного патрона угловое смещение оптической оси световода в двух взаимно перпендикулярных плоскостях вокруг точки пересечения торцовой поверхности световода с осью шпинделя обрабатывающего станка в направлении уменьшения максимального изменения интенсивности первого дифракционного максимума за полный оборот центрировочного патрона до нуля. Производят обработку базовой поверхности наконечника.

Установка шторки на расстоянии от световода, не превышающем его конфокальный параметр, приводит к появлению в плоскости регистрации пучка наиболее контрастной дифракционной картины из чередующихся темных и светлых полос (дифракционных максимумов и минимумов), что в сочетании с регистрацией интенсивности первого дифракционного максимума (наибольшей интенсивности) позволяет значительно повысить соотношение сигнал/шум фотоприемного устройства в момент регистрации и соответственно повысить точность центрирования. Кроме того, в этот момент величина децентровки проецируется на плоскость регистраций в максимальном масштабе, что также повышает точность центрирования.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в технологии производства деталей оптических соединителей световодов при их центрировании на станке. Целью изобретения является повышение точности центрирования за счет повышения точности измерения величины децентровки по анализу контрастной дифракционной картины. Пучок лучей осветителя после выходного торца световода 1 дифрагирует на шторке 4. Определяют с помощью позиционно-чувствительного прибора 5 положения первого дифракционного максимума. После этого поворачивают на 360° центрировочный патрон 3 и фиксируют посредством позиционно-чувствительного прибора 5 амплитуды линейных перемещений первого дифракционного максимума. Посредством центрировочного патрона 3 производят линейное смещение выходного торца световода 1 до получения минимальной амплитуды линейных перемещений первого дифракционного максимума. Определяют посредством позиционно-чувствительного прибора 5 изменение интенсивности первого дифракционного максимума при повороте на 360° выходного торца световода. Посредством центрировочного патрона 3 осуществляют угловое смещение выходного торца световода 1 до получения минимальных изменений амплитуды первого дифракционного максимума при повороте световода на 360°. 2 ил.

СПОСОБ ЦЕНТРИРОВАНИЯ СВЕТОВОДОВ, заключающийся в том, что устанавливают в центрировочный патрон, выполненный с возможностью поворота вокруг своей оси, световод, пропускают через него пучок лучей, экранируют посредством шторки часть пучка лучей, выходящего из световода, регистрируют пучок лучей в плоскости анализа, расположенный по ходу пучка лучей за шторкой и по результатам регистрации центрируют световод, отличающийся тем, что, с целью повышения точности центрирования, шторку устанавливают на расстоянии от световода, не превышающем его конфокальный параметр, а регистрацию пучка лучей осуществляют посредством измерения амплитуды линейных перемещений и максимального изменения интенсивности первого дифракционного максимума за полный оборот центрировочного патрона.