Волоконно-оптический аттенюатор Советский патент 1992 года по МПК G02B6/38 

Фиг. I

Изобретение относится к световодной технике и может быть использовано для контроля температуры тока, а также в волоконно-оптических линиях связи.

Известно устройство для размыкания и замыкания волоконных световодов, содержащее основание с двумя V-образными пазами и с двумя неподвижными и одним подвижным волоконными световодами в них. На подвижный световод воздействует термобиметаллический толкатель, который нагревается при пропускании через него электрического тока,изгибается и поднимается конец подвижного световода. Недостатками рассматриваемого устройства являются применение двух деталей - основания и толкателя, а также расположение толкателя перпендикулярно к основанию, что увеличивает габариты устройства.

Недостатком устройства является так- же то, что V-образные пазы выполнены на плоской поверхности, что не обеспечивает прижим световодов к стенкам V-образного паза и надежной самоюстировки подвижного световода.

Самоюстировку световодов в V-образ- ном пазу обеспечивает устройство, которое является наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству и выбрано в качестве прототипа.

Это устройство для ослабления оптического излучения в выходном световоде содержит U-образное основание с V-образным пазом, в который входят один против другого два волоконных световода. Два разборных юстируемых крепления расположены на основании так, что концы волоконных световодов прижимаются к стенкам V-образного паза основания, Под соединением световодов в V-образном пазу выполнено сквозное отверстие, через которое соединительный штифт, связанный с пьезоэлектрической изгибающей пластиной, воздействует на свободный конец волоконного световода. Пьезоэлектрическая изгибающая пластина консольно закреплена на основании.

Недостатком устройства является сложность конструкции и высокая трудоемкость сборки. Так, помимо основания с V-образ- ным пазом, устройство содержит еще два разборных юстируемых крепления, соединительный штифт и изгибающую пластину. Наличие разборных юстируемых креплений, увеличивает трудоемкость сборки за счет необходимости котировочных операций. Кроме того, большое количество деталей уменьшает общую надежность устройства, приводит к увеличению его массы и габаритов, а наличие соединительного

штифта, связанно с пластиной, приводит к увеличению массы чувствительного элемента и уменьшению его быстродействия.

Цель изобретения - упрощение конструкции волоконно-оптического аттенюатора, уменьшение его габаритов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее изгибающуюся пластину, соединенную по краней мере в одной точке с основанием, и два волоконных световода, расположенные в V-образном пазу и неподвижно закрепленные один против другого так, что концы этих световодов прижимаются к стенкам V-образного паза, а торцы световодов расположены один против другого с минимальным зазором, введен нагреватель, имеющий тепловой контакт с изгибающейся пластиной, выполненной из двух соединенных между собой слоев с различными коэффициентами теплового расширения, причем пластина первоначально изогнута так, что при нагреве пластины начальный изгиб уменьшается, а V-образный паз выполнен непосредственно на этой пластине с вогнутой ее стороны, причем расстояния от мест крепления световодов до их торцов различны.

При этом для устранения возможности перегрева изгибающейся пластины и световодов нагреватель и пластина могут быть закреплены подвижно один относительно другого.

При этом для устранения возможности перегрева материалов в точке крепления световодов взаимное расположение поверхности пластины и поверхности основания может быть выбрано с возможностью обеспечения теплопроводящего контакта между участками поверхностей пластины и основания при превышении температуры пластины выше заданного значения.

Кроме того, для устранения возможности перегрева нагревателя и пластины, взаимное расположение поверхности нагревателя и поверхности основания может быть выбрано с возможностью обеспечения теплопроводящего контакта между участками поверхностей нагревателя и основания при превышении температуры нагревателя выше заданного значения.

На фиг. 1 изображен общий вид волоконно-оптического аттенюатора; на фиг. 2 - его разновидность.

Аттенюатор содержит изгибающуюся пластину 1, например, из термобиметалла с V-образным пазом, консольно закрепленную на основании 2, два волоконных световода 3,4, расположенных в V-образном пазу и закрепленных один против другого с помощью клея 5, причем для увеличения чувствительности расстояния от мест крепления световодов до их торцов различны.

При контроле температуры в качестве нагревателя 6 используется внешний источник тепла.

При контроле электрического тока используется омический нагреватель 7, который может быть закреплен на пластине 8 из термобиметалла. Для отвода избытка тепла путем непосредственного контакта между пластиной и основанием последнее может быть снабжено выступами 9, 10.

Работа аттенюатора осуществляется следующим образом. В исходном состоянии изгибающаяся пластина 1 предварительно изогнута так, что торцы световодов 3, 4 за счет упругих сил прижаты к стенкам V-об- разного паза и расположены один против другого. Зазор между торцами выполнен таким, чтобы обеспечивалось свободное перемещение торцов относительно друг друга и затухание оптического излучения в стыке световодов было бы минимальным.

При нагревании пластины 1 внешним источником тепла 6 или омическим нагревателем 7 при прохождении через него электрического тока пластина 1 изгибается в направлении А, противоположном первоначальному изгибу пластины.

При определенной температуре первоначальный изгиб уменьшается до нуля и дальнейшее нагревание пластины и увеличение ее изгиба приводят к разъюстировке световодов и к увеличению затухания оптического излучения.

Нагреватель 7 и пластина 1 могут быть закреплены подвижно относительно друг друга, например, нагреватель закреплен неподвижно относительно основания, в пластина удаляется от нагревателя при изгибе.

Взаимное расположение пластины 1 и основания 2 может быть выбрано так, что пластина при нагревании и изгибе в направлении А контактирует с выступом основания 9 и избыток тепла отводится на основание,

Взаимное расположение нагревателя 7 и основания 2 может быть выбрано так, что нагреватель при изгибе пластины 8 в направлении В контактирует с выступом основания 10 и избыток тепла отводится на основание.

Предварительный изгиб пластины обеспечивает надежную самоюстировку волоконных световодов в V-образном пазу, что позволяет сократить количество деталей, уменьшить габариты предлагаемого устройства, снизить трудоемкость сборки и повысить надежность.

Различие расстояний от мест крепления световодов до их торцов повышает чувствительность и быстродействие устройства. Конструкция устройства может предусматривать отвод избытка тепла на основание, предохраняя от перегрева пластину.

Формула изобретения

1. Волоконно-оптический аттенюатор, содержащий изгибающуюся пластину, соединенную по крайней мере в одной точке с основанием, два волоконных световода, расположенные в V-образном пазу и закрепленные один против другого с возможностью контакта концов этих световодов со

стенками V-образного паза, а торцы световодов расположены один против другого с минимальным зазором, отличающий- с я тем, что, с целью упрощения конструкции и уменьшения габаритов аттенюатора,

введен нагреватель, установленный в тепловом контакте с изгибающейся пластиной, выполненной из двух соединенных между собой слоев с различными коэффициентами теплового расширения, а V-образный паз

выполнен непосредственно на пластине со стороны слоя с большим коэффициентом теплового расширения, при этом расстояния от мест крепления световодов до их торцов различны.

2. Аттенюатор по п. 1, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью устранения возможности перегрева изгибающейся пластины и световодов,нагреватель и пластина закреплены подвижно относительно друг

друга.

3.Аттенюатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью устранения возможности перегрева материалов в точке крепления световодов, взаимное расположение поверхности пластины и поверхности основания выбрано с возможностью обеспечения теплопроводящего контакта между участками поверхностей пластины и основания при превышении температуры

пластины выше заданного значения.

4.Аттенюатор по пп. 1 и 2, отличающий с я тем, что, с целью устранения возможности перегрева нагревателя и пластины, взаимное расположение поверхности нагревателя и поверхности основания выбрано с возможностью обеспечения теплопроводящего контакта между участками поверхностей нагревателя и основания при превышении температуры нагревателя выше заданного значения.

5.Аттенюатор по пп, 1-4, отличающийся тем, что пластина первоначально имеет вогнутую по. отношению к слою с большим коэффициентом теплового расширения форму.

5 4

Использование: для контроля температуры, тока, а также в волоконно-оптических линиях связи. Сущность изобретения: для упрощения конструкции и сокращения количества деталей, уменьшения габаритов б устройства аттенюатор содержит изгибающуюся пластину из термобиметалла с V-об- разным пазом, консольно закрепленную на основании 2, два волоконных световода 3 и 4, расположенных в V-образном пазу и закрепленных один против другого с помощью клея 5, причем расстояния от мест крепления световодов до их торцов различны, При контроле температуры в качестве нагревателя используется внешний источник Тепла. При контроле электрического тока используется омический нагреватель 7, закрепленный на пластине 8 из термобиметалла. Для отвода избытка тепла путем непосредственного контакта между пластиной и основанием основание снабжается выступами 9, 10. 4 з.п.ф., 2 ил, Ј XI О -N О

Фиг.1