Волоконно-оптический разветвитель Советский патент 1992 года по МПК G02B6/28 

Изобретение относится к волоконно-оптическим системам связи, а более конкретно к устройствам передачи информации, может быть использовано для разделения мощности оптического сигнала между несколькими световодами.

Известно оптическое устройство, позволяющее получать на выходе резонансную линию интенсивности (интерферометр Фабри-Перо), образуемый двумя плоскими полупрозрачными зеркалами. Однако при использовании этого устройства нельзя получать разделение мощности оптического сигнала из-за того, что в нем не предусмотрены ответвители излучения.

Известен волоконно-оптический раз- ветвитель, содержащий входные и выходные световодные каналы, оптически связанные посредством смесительного элемента круглого сечения, имеющего участок сужения, дополнительные световодные каналы, выходные торцы которых расхоложе- ны между входными световодными каналами в одной плоскости с ними, а входные торцы - между выходными световодными каналами, герметичный корпус, жидкое

оптическое прозрачное тело, заполняющее смесительный элемент, причем показатель преломления жидкости равен показателю преломления световодов. Его недостатком является малая эффективность при использовании когерентного излучения, а использование жидкости требует герметичного корпуса.

Прототипом предложенного устройства является разветвитель, который содержит корпус, входные и выходные световодные каналы, оптически связанные посредством смесительного элемента круглого сечения имеющего участок сужения, дополнительные световодные каналы, выходные торцы которых расположены между входными световодными каналами в одной плоскости с ними, а входные торцы - между выходными световодными каналами, расстояние между входными и выходными световодными каналами выбирается кратным отношению длины волны излучения к показателю преломления смесительного элемента, а суммарная оптическая длина дополнительных световодных каналов выбирается кратной длине волны излучения.

&

S 2

2

В данном разветвителе расстояние между торцами световодных каналов жестко задано и не регулируется. Под воздействием внешних факторов (температуры, давления, вибрации и т. п.) это заданное расстояние может произвольным образом меняться, что приводит к нарушению условия максимальной интенсивности на выходе устройства. Отсутствие возможности регулирования расстояния между торцами световодных каналов будет приводить, в конечном счете, к нестабильности работы раз- ветвителя.

Цель изобретения - повышение стабильности работы разветвителя.

На чертеже показана конструкция волоконно-оптического разветвителя.

Волоконно-оптический разветвитель содержит корпус 1, соединенный с помощью круговых выступов 2 со втулкой 3, шайбу 4, привинченную к втулке 3 винтами 5. В пространстве между корпусом 1, втулкой 3 и шайбой 4 расположен упругий элемент 6, выполненный в виде резинового пассика. Вставка 7 привинчена к корпусу 1 винтами 8, соприкасается скользящей поверхностью 9 с втулкой 3, последняя соприкасается скользящей поверхностью с корпусом 1. В пространстве между втулкой 3 и вставкой 7 расположена пьезоэлектрическая шайба 10 в диэлектрических прокладках 11, выполненных, например, из радиокерамики, в которых предусмотрены отверстия для выводов управляющих контактов 12, предназначенных для подключения к ним источника управляющего напряжения (на чертеже не покезан). Часть втулки 3 с переменным диаметром образует смесительный элемент 13. Конец входного световодного канала 14 и выход канала 15 дополнительных световодов вставлены во вставку 7 и приклеены к ней изнутри и образуют торец 16. Аналогично конец выходного световодного канала 17 и вход канала 15 дополнительных световодов вклеены изнутри во втулку 3 и образуют торэц 18. Торцы 16 и 18 образуют интерферометр Фабри-Пе- ро. 8 корпусе 1 выполнено эллиптическое отверстие 19 для удобства технологии при- паивания к контактам 12. Свободному раздвиганию втулки 3 и вставки 7 препятствует упруго сжатый резиновый пассик б, который поджимает втулку 3 к вставке 7. От рассыпания конструкцию удерживает шайба 4, жестко закрепленная к втулке 3, а корпус 1 жестко прикреплен к вставке 7,

Принцип работы описываемого волоконно-оптического разветвителя основан на отражении и преломлении света в интерферометре Фабри-Перо. Излучение поступающее по световодному каналу 14, проходит через торец 16 в смесительный элемент 13. Далее оно через торец 18 поступает на вход передающего световодного канала 17,

на вход канала 15 дополнительных световодов, а также отражается от торца 18, Излучение может проходить по световодному каналу 15 в обе стороны: по и против часовой стрелке в зависимости от отражения от

торца 16или 18 соответственно (аналогично процессам в интерферометр Фабри-Перо). Далее излучение поступает в передающий световодный канал 17.

Известно, что для того, чтобы интенсивность излучения в световодном канале 17 была максимальной, расстояние lo между торцами 16 и 18 выбирают из условия

lo т-,(I)

где т - ряд целых чисел;

Я -длина волны излучения; п - показатель преломления среды смесительного элемента 13,

При изменении источника излучения

(изменении А , или при изменении воздействий окружающей среды (изменение п с изменением температуры, при наличии вибрации и т. д.) возможно изменение расстояния 1о. что приведет к нарушению условий

(I), следствие чего интенсивность в канале 17 уже не будет максимальной.

Изменить расстояние 1о в разветвителе позволяет пьезоэлектрическая шайба 10, подключенная к источнику управляющего

электрического напряжения (на чертеже не показан) через контакты 12. Благодаря обратному пьезоэлектрическому эффекту пьезоэлектрическая шайба 10 изменяет свои геометрические размеры (высоту шайбы),

чем и вызывает изменение расстояния lo. Для предотвращения утечки электрического заряда с контактов 12 предусмотрена диэлектрическая прокладка 11.

Следовательно, подавая управляющее

напряжение на контакты 12, можно регулировать расстояние lo между торцами 16 и 18 и тем самым обеспечивать максимум интенсивности излучения на выходе устройства.

Формула изобретения

Волоконно-оптический разветвитель, содержащий корпус, входные и выходные световодные каналы, оптически связанные посредством смесительного элемента кругового поперечного сечения, имеющего участок сужения, и дополнительные световодные каналы, выходные торцы которых расположены между входными световодны- ми каналами в одной плоскости с ними, а входные торцы - между выходными световодными каналами, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности работы, в него введены соединенная с источником регулируемого напряжения пьезоэлектрическая шайба в диэлектрических прокладках, втулка, вставка и упругий элемент, расположенный между корпусом и

втулкой, втулка установлена в корпусе по скользящей посадке, а пьезоэлектрическая шайба установлена между втулкой и вставкой, причем смесительный элемент расположен в части втулки, помещенной внутри корпуса напротив вставки, а вставка закреплена в части корпуса, удаленной от втулки.

Изобретение относится к области волоконно-оптических систем связи и передачи информации. Целью изобретения является повышение стабильности работы разветви- теля. Пьезоэлектрическая шайба 10 расположена между втулкой 3 и вставкой 7. Изменение толщины шайбы 10 передается на изменение расстояния между торцами 18 и 16, образующими интерферометр Фабри- Перо. 1 ил.

ю