CS213697B1

CS213697B1 - Fiber tap and method of its production

Info

Publication number: CS213697B1
Application number: CS784780A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Krupicka
Original assignee: Vaclav Krupicka
Priority date: 1980-11-19
Filing date: 1980-11-19
Publication date: 1982-04-09

Abstract

Vynález se týká oboru optoelektrpniky. Vynález řeší problém rozdělení signálu v jednovláknově optické komunikaci prostřednictvím natupo svařené odbočky s daným poměrem rozdělení do obou větví. Podstata vynálezu spočívá v tom, že vláknová odbočka, navazující na hlavní vlákno, jež plynule přechází ve dvojici podvojných vléken, má přechodovou oblast natupo svářenou v jiskrovém výboji a tvarovanou tak, že její příčný průřez lineárně narůstá podél osy. Podstatou vynálezu je dále způsob výroby, kde před svářením hlavního vlékna a dvojice podvojných vláken se hlavni vlákno zakončí koncovou kulovou úsečí a tato má průměr 1,4 krát větší, než je průměr tohoto vlákna, a dvojici podvojných vlákem vzíSjemně spojuje koncové anuloidní těleso. Jeho vnější poloměr je rovneň průměru hlavního vlákna a vnitřní poloměr je nulový. Vynálezu je možno využítv měřicí,řídicí a regulační technice,ve výpočetní technice,automatizaci výr.technologií aj.The invention relates to the field of optoelectronics. The invention solves the problem of signal distribution in single-fiber optical communication by means of a butt-welded branch with a given division ratio into both branches. The essence of the invention lies in the fact that the fiber branch, following the main fiber, which smoothly transitions into a pair of double fibers, has a transition region butt-welded in a spark discharge and shaped so that its cross-section increases linearly along the axis. The essence of the invention is further a method of production, where before welding the main fiber and the pair of double fibers, the main fiber is terminated with a terminal spherical section and this has a diameter 1.4 times larger than the diameter of this fiber, and the pair of double fibers is interconnected by a terminal toroidal body. Its outer radius is equal to the diameter of the main fiber and the inner radius is zero. The invention can be used in measuring, control and regulation technology, in computer technology, automation of production technologies, etc.

Description

Vynález řeší problém rozdělení signálu v jednovláknově optické komunikaci prostřednictvím natupo svařené odbočky s daným poměrem rozdělení do obou větví.The invention solves the problem of signal distribution in single-fiber optic communication by means of butt-welded taps with a given split ratio to both branches.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že vláknová odbočka, navazující na hlavní vlákno, jež plynule přechází ve dvojici podvojných vléken, má přechodovou oblast natupo svářenou v jiskrovém výboji a tvarovanou tak, že její příčný průřez lineárně narůstá podél osy. Podstatou vynálezu je dále způsob výroby, kde před svářením hlavního vlékna a dvojice podvojných vláken se hlavni vlákno zakončí koncovou kulovou úsečí a tato má průměr 1,4 krát větší, než je průměr tohoto vlákna, a dvojici podvojných vlákem vzíSjemně spojuje koncové anuloidní těleso. Jeho vnější poloměr je rovneň průměru hlavního vlákna a vnitřní poloměr je nulový.It is an object of the present invention to provide a filament branch adjacent to the main filament, which continuously merges into a pair of double yarns, having a blunt transition region welded in a spark discharge and shaped so that its cross-section increases linearly along its axis. The invention further relates to a method of manufacture wherein, prior to welding the main yarn and the pair of double strands, the main strand is terminated by an end spherical section having a diameter 1.4 times greater than the diameter of the strand. Its outer radius is equal to the diameter of the main filament and the inner radius is zero.

Vynálezu je možno využítv měřicí,řídicí a regulační technice,ve výpočetní technice,automatizaci výr.technologií aj.The invention can be used in measuring, control and regulation technology, in computer technology, automation of production technologies, etc.

213 697213 697

213 997213 997

Vynález řeší problém rozdělení signálu v jednovléknevě-optické komunikaci prostřednictvím natupo svařené odbočky s daným poměrem rozdělení do obou větví, přičemž je zachována nízká úroveň ztrát - 0,5 dB.The invention solves the problem of signal distribution in single-left-optical communication by means of butt-welded taps with a given split ratio to both branches, while maintaining a low loss level of 0.5 dB.

Dosavadní celosvětový stav technologie vláknových odboček a příbuzných vazebních a směšovacích členů je charakterizován velkou rozmanitostí používaných postupů. Mezi nimi byly v odborná literatuře popsány též postupy a prvky, využívající technologie sváření vláken a to takzvané bikonické odbočky a hvězdicovité transmisně-reflexní členy. V obou případech se jedná o podélné sváření buá dvou nebo i většího počtu rovnoběžných vláken, z nichž některé se mohpu i smyčkovitě ohýbat a vracet zpět do svařeného místa. Tyto prvky však nejsou bezprostředně určeny k rozdělení signálu do dvou větví (i když mohou plnit i tuto funkci), ale slouží hlavně ke směšování.The current state of the art of fiber branching technology and related couplers and mixers is characterized by a great variety of processes used. Among them, procedures and elements using fiber welding technologies, so-called bikonic branches and star-shaped transmission-reflective elements, were also described in the literature. In both cases, the longitudinal welding is either two or more parallel fibers, some of which can be bent and looped and returned to the welded spot. However, these elements are not directly intended to divide the signal into two branches (although they may also perform this function), but are mainly used for mixing.

K přímému rozdělení signálu v eptoelektronických linkách byly až dosud určeny prvky, vytvořené jinými postupy a to: a/ odbočky vzniklé podélným řezem vlákna, b/ odbočky s vlákny posunutými příčně ve stabilních nebo pohyblivých drážkách.For the direct distribution of the signal in the eptoelectronic lines, elements produced by other methods have been identified so far: a) branches formed by longitudinal section of the fiber, b / branches with fibers displaced laterally in stable or movable grooves.

Nevýhoda podélně řezaných odboček spočívá v nutnosti řešit následné spojení půlkruhově profilovaných větví, čímž je také znemožněno měření a regulace dělicího poměru při procesu. Odbočky s příčným posuvem pak mají vyšší ztráty a mohou být efektivně řešeny jen pro daný typ vlákna.The disadvantage of longitudinally cut branches is the necessity to solve the subsequent connection of semicircular profiled branches, which also makes it impossible to measure and regulate the split ratio in the process. Cross-feed taps have higher losses and can be effectively solved only for a given fiber type.

Uvedené nedostatky odstraňuje řešení vláknové odbočky podle vynálezu, jehož podstata záleží v tom, že vláknová odbočka, navazující na hlavní vlákno, jež plynule přechází ve dvojici podvojných vláken, mé přechodovou oblost natupo svařenou v jiskrovém výboji a tvarovanou taki,že její příčný průřez lineárně narůstá podél osy. Podstatou vynálezu je dále způsob výroby, kde před svářením hlavního vlákna a dvojice podvojných vláken se hlavní vlékne zakončí koncovou kulovou úsečí o průměru 1,4 krát větším, než je průměr tohoto vlák na a dvojice podvojnách vláken se vzájemně spojí v koncové anuloidní těleso, jehož vnější poloměr je roven průměru hlavního vlákna a vnitřní poloměr je nulový. V jiném řešení před zakončením hlavního vlékna do tvaru koncové kulaté úseče a dvojice podvojných vláken do tvaru koncového anuloidního tělesa se neopracované konce vláken odtaví za působení osového tahu a to hlavní vlákno samostatně a podvojná vlékna společně, přičemž vlastní tváření se provádí jen ohřevem. J-aké je možné řešení, kdekfc a pojení koncové kulové úseče a koncovým anuloidním tělesem se provádí v jejich výchozí souosé volné styčné poloze jen působením tepelných sil přerušovaně spouštěného výboje a během této operace se provádí transmisní měření a regulace rozdělení optického signálu příčným posuvem v rovině dvojice podvojných vláken.The above-mentioned drawbacks are eliminated by the fiber branching solution according to the invention, which is based on the fact that the fiber branching on the main fiber, which is continuously transformed into a pair of double fibers, my blunt transient roundness welded in along the axis. The invention further relates to a method of manufacture wherein, prior to welding of the main fiber and the double strand pair, the main strand is terminated by an end spherical section with a diameter 1.4 times greater than the diameter of the strand. the outer radius is equal to the diameter of the main fiber and the inner radius is zero. In another solution, before terminating the main strand into the shape of an end round segment and a pair of double strands into the shape of a terminal torus body, the untreated ends of the strands are melted under axial tension, the main strand separately and the double strand together. What is the possible solution, where the coupling of the end ball segment and the end torus body is carried out in their initial coaxial free contact position only by the thermal forces of the intermittently triggered discharge and during this operation transmission measurement and control of the optical signal distribution a pair of double fibers.

Vláknová odbočka podle vynálezu mé současně výhody obou výše uvedených známých typů a te zejména:At the same time, the fiber branch according to the invention has the advantages of the two known types mentioned above, in particular:

velmi nízké ztráty, možnost snadné a přesné volby dělicíhe poměru, jednoduché zhotovení, umožňující práci přímo v terénu, lze současně řešit problém připojení kabelu k lokalitě odbočka, vlastní opticky činná část neobsahuje žádné materiály, podléhající teplotním změnám a procesům stárnutí a na daném zařízení lze svářet různé typy silikátových vláken a odboček.very low losses, easy and accurate division ratio selection, simple construction, enabling field work, it is possible to solve the problem of connecting the cable to the branch, the optically active part does not contain any materials subject to temperature changes and aging processes weld different types of silicate fibers and branches.

213 697213 697

Příkladné řešení podle vynálezu je znázorněno na výkresu, kde na obr. 1 osamocené vlákno plynule přechází ve dvojici podvojných vláken, na obr. 2 je znázorněn výchozí stav zakončení jednotlivých vláken před jejich spojením a na obr. 3 je znázorněno zařízení k provádění postupu.,An exemplary embodiment of the present invention is illustrated in the drawing, wherein in FIG. 1 the single fiber is continuously merged into a pair of double fibers, FIG. 2 shows the initial state of the ends of the individual fibers prior to bonding, and FIG.

Přechodová oblast je tvořena koncovou kulovou úseči 4, kde příčný průměr se lineárně mění podél osy a objem je tedy určen vztahemThe transition region is formed by the end spherical section 4, where the transverse diameter varies linearly along the axis and the volume is thus determined by

Kde a je poloměr vlákna a 1 je délka přechodové oblasti.' Hlavní vlákno _1_ je kulovitě zakončeno _4_, ale dvojice podvojných vláken 2. a 3 je koncovým anuloidním tělesem 5. Vzdálenost těles 4 a 5 je prakticky nulová, avšak nesmí působit vzájemný tlak. Objem kulové úseče ν^ a objem polovičního anuloidu V_a musí splňovat podmínkuWhere a is the fiber radius and 1 is the length of the transition region. The main filament 1 is spherically terminated 4, but the pair of double filaments 2 and 3 is an end torus body 5. The spacing of the bodies 4 and 5 is practically zero, but must not exert pressure on each other. The volume of a spherical segment and ν ^ half torus volume _and must satisfy the condition

V, + V = V . k a pi kde Vp je objem přechodové oblosti. Poslední rovnici je možno upravit a všechny veličiny vyjádřit pomocí proměnné * = L i kde R je poloměr kulové úseče _4_. Tak dospějeme k rovniciV, + V = V. k and pi where Vp is the volume of transition curvature. The last equation can be modified and all quantities can be expressed by the variable * = L i where R is the radius of the spherical segment 4. So we arrive at the equation

i. / vr? - i U77> .r - 3. oi. / vr? - i U77> .r - 3rd o

2 která má řešení x = 1,398 175 .·· · Pro praktické použití postačí x = 1,4» Aby byly při reálném postupu splněny uvedené podmínky, musí zůstat oblast tvářeni omezena délkou 1. Tento požadavek je zajišťován účinkem tří faktorů:2 which has a solution x = 1,398 175. ·· · For practical use, x = 1,4 »In order to meet these conditions in a real process, the forming area must remain limited to length 1. This requirement is ensured by the effect of three factors:

a/ koncentrací výboje b/ dobou působení výboje c/ vyloučením axiálního pohybu.a) discharge concentration b / discharge duration c / elimination of axial movement.

Objem výboje je závislý na vzdálenosti a naostření hrotových elektrod j6 a 7« Doba trvání výboje je regulována pedálovým tlačítkem 11 podle vizuálního pozorování mikroskopem _8. Osamocené vlákno_1_ je uchyceno v podložce 9 s prizmatickou drážkou a dvojice 2 a 3 v protilehlé podložce 10 s dvěma překrývajícími se drážkami. Drážky jsou ve tvaru rovnostranného trojúhelníka o délce strany asi 0,17 mm pro obvyklé průměry vláken. Podložky 9, 10 jsou spojeny s pohybovým ústrojím, které umožňuje jemnou manipulaci. Elektroda 6 je uzemněna, elektroda 7 vychází z vysokonapěťového vývodu zapalovací cívky 12.The discharge volume is dependent on the distance and sharpening of the spike electrodes 16 and 7. The duration of the discharge is controlled by the pedal button 11 according to visual observation by the microscope 8. The lone fiber 7 is retained in the prismatic groove mat 9 and the pairs 2 and 3 in the opposing mat 10 with the two overlapping grooves. The grooves are in the shape of an equilateral triangle with a side length of about 0.17 mm for conventional fiber diameters. The washers 9, 10 are connected to a movement device which allows for gentle handling. The electrode 6 is grounded, the electrode 7 extends from the high voltage terminal of the ignition coil 12.

Před začátkem postupu je osamocené vlákno 1 stabilně připojeno k modulovanému zdroji 13 záření a analogicky dvojice vláken 2 a 3 se rozebíratelně připojí k měřičům zářivého toku 14 a 15. Jsou tedy známé propustnosti všech tří úseků. Připojení osamoceného vlákna 1 se až do skončení celého postupu ponechává na straně modulového zdroje 13 záření beze změn, měřiče 14 a 15 se vzájemně vyměňují kvůli kontrole měření.Prior to the start of the process, the lone fiber 1 is stably coupled to the modulated radiation source 13 and, analogously, the pair of fibers 2 and 3 are detachably coupled to the radiation flux meters 14 and 15. Thus, the transmittances of all three sections are known. The connection of the lone fiber 1 is left unchanged on the side of the module radiation source 13 until the end of the procedure, the meters 14 and 15 are exchanged with each other for checking the measurements.

Elektrody 6 a 7 jsou zhotoveny z Pt-Rh drátu 0 0,8 mm ε kuželovité vybroušenými hroty, které přecházejí v kulové plošky 0 cca 50 jim. Vzdálenost mezi podložkami 9 a 10 činí asi mm, vzdálenost hrotů elektrod 6, 7 je přibližně poloviční. Podložky 9, 10 mají zaoblené hrany, aby nepřitahovaly výboj. Zapalovací,cívka 12 je buzena zdrojem 16 proudových impul213 SS7 sů. který má regulaci intenzity a opakovači frekvence. K zařízení dál přísluší miniaturní zrcádke, umožňující pod mikroskopem boční pohled. Požadovaná zvětšení mikroskopu je 20 až 100 x.The electrodes 6 and 7 are made of Pt-Rh wire 0 0.8 mm ε with conical ground tips, which become spherical flats 0 about 50 µm. The distance between the washers 9 and 10 is about mm, the distance of the electrode tips 6, 7 is approximately half. The washers 9, 10 have rounded edges so as not to attract the discharge. The ignition coil 12 is excited by a source 16 of current pulses 213 SS7 s. which has intensity control and repetition rate. The device also has a miniature mirror, allowing a side view under the microscope. The required magnification of the microscope is 20 to 100x.

Před tvářením zakončujících těles_£a_5 se neupravené kence vláken · _3_ apelu a vlákna 1 samostatně odtaví za působení tahu.Prior to forming the terminating bodies 5 and 5, the untreated kernels of the fibers 3 and the fibers 1 are separately melted under tension.

Detekce měřeného záření musí být převáděna synchronně, aby se neuplatnily vlivy ekelí jaké například rozžhavení svařovanéhe materiálu, esvětlení mikreskepu a také rušení.The detection of the measured radiation must be carried out synchronously in order to avoid the effects of ecelles such as the incandescent material being heated, the microscope illumination as well as interference.

Vynélezu je mežne využít při realizaci rozvětvených optických systémů, v měřicí, řídicí a regulační technice, ve výpočetní technice, při automatizaci výrebních technelegií (současné spínání sériově řazených fetotyristorů), při srovnávacích optických měřeních a podobně. Kromě základní funkce to je rozdělení, může být.použita i pra směšování signálů. Další možné zapojení využívá ťransmise záření mezi dvojicí podvojných vláken J2_a 3., přičemž teta vazba silně závisí na podmínkách odrazu na odlehlém konci osamoceného vlákna JU Uspořádaná matice, sestavená z odboček dle vynálezu může vytvořit základ snímací hlavy pre vizuální rozpoznávání obrazců, znaků a podobně, která má vysokou rozlišovací schopnost a nepatrné rozměry. Podobně lze také sestavit zařízení k přenášení obrazů z temných a těžce přístupných dutin, vyžadované zejména v.lékařství.The invention can be used in the implementation of branched optical systems, in measuring, control and regulation technology, in computer technology, in automation of extraction technologies (simultaneous switching of serial fetotyristors), in comparative optical measurements and the like. In addition to the basic function of division, it can also be used to mix signals. Another possible connection utilizes the transmission of radiation between a pair of double strands 12 and 3, wherein the aunt coupling strongly depends on the reflection conditions at the far end of the single strand. The ordered array formed from taps according to the invention can form the sensor head base for visual recognition of patterns, features and the like; which has high resolution and low dimensions. Similarly, devices for transmitting images from dark and hard to reach cavities, particularly required in the medical field, can also be constructed.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1. A filament wedge following the main wires, which continuously merges into a pair of double filaments, characterized in that the transition region is butt-welded in a spark discharge and shaped so that its cross-section increases linearly along the aces.

2. The method of producing a fiber branch according to claim 1, characterized in that, before welding the main fiber and the double fiber pair, the main fiber is terminated by an end spherical section 1.4 times larger than the diameter of the main fiber and the pair of double fibers are joined together. in the terminal torus body, the outer radius of which is equal to the diameter of the main filament and the inner polarity is non-existent.

3. The method of manufacture of a fiber branch according to claim 1, characterized in that before the end of the main filament into the shape of an end spherical section and two double filaments into the shape of the end of the anulaid body. , the actual forming is performed only by heating.

4. The method of producing a fiber branch according to claim 1, characterized in that the connection of the end ball segment with the terminal torus is carried out in their initial coaxial full contact area only by the thermal forces of the intermittently discharged discharge. signal transverse shift in the plane of a pair of double fibers.