RU1768962C - Device for checking diameter of light guides and optical fibers - Google Patents

Device for checking diameter of light guides and optical fibers

Info

Publication number
RU1768962C
RU1768962C SU904862383A SU4862383A RU1768962C RU 1768962 C RU1768962 C RU 1768962C SU 904862383 A SU904862383 A SU 904862383A SU 4862383 A SU4862383 A SU 4862383A RU 1768962 C RU1768962 C RU 1768962C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
raster
photodetectors
fiber
wedge
diffraction
Prior art date
Application number
SU904862383A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Николаевич Ильин
Анатолий Фомич Рубцов
Original Assignee
Институт электроники АН БССР
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт электроники АН БССР filed Critical Институт электроники АН БССР
Priority to SU904862383A priority Critical patent/RU1768962C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1768962C publication Critical patent/RU1768962C/en

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике и предназначено дл  измерени  диаметра прозрачных химических волокон и одножильных световодов. Целью изобретени   вл етс  повышение точности контрол . С помощью осветительной системы, состо щей из лазера 1, светоделител  2, второго зеркала 7 и двух фокусирующих линз 3 и 8, обеспечиваетс  освещение растра 4 на двух диаметрально противоположных участках сход щимис  пучками. На растре 4 падающие пучки дифрагируют с образованием р да пор дков На обоих участках растра дл  образовани  интерференционных картин ИКь ИК2 и ИКз используютс  0-й и два первых пор дка дифракции. Все три 1/IK привод тс  в движение за счет вращени  радиального растра 4, поэтому скорости их перемещени  одинаковы . Изначально должно выполн тьс  условие , что у . а фотоприемники разнос тс  в пространстве на величину шага (или несколько шагов m Нэ) эталонной ИК при этом соблюдаетс  условие . Изменение радиуса гк контролируемого ОСк приведет к изменению шага Нк интерференционной полосы. Поэтому нарушитс  условие и фотоприемники 11, 12 и 15,16 зафиксируют приращение фазы отношению к Нэ, что позвол ет определить диаметр контролируемого световода . 1 ил. J /4 ЛThe invention relates to a control and measuring technique and is intended for measuring the diameter of transparent chemical fibers and single-core optical fibers. The aim of the invention is to increase the accuracy of control. Using a lighting system consisting of a laser 1, a beam splitter 2, a second mirror 7 and two focusing lenses 3 and 8, the raster 4 is illuminated in two diametrically opposite areas by converging beams. In raster 4, the incident beams are diffracted to form a series of orders. In both regions of the raster, the 0th and two first diffraction orders are used to form the IR-IR2 and IR3 interference patterns. All three 1 / IKs are driven by the rotation of the radial raster 4, so their speed of movement is the same. Initially, the condition that y must be satisfied. and the photodetectors are spaced apart in space by the step size (or several steps m Ne) of the reference IR, while the condition is met. A change in the radius rc of the controlled OSK will lead to a change in the pitch Hk of the interference band. Therefore, the condition is violated and the photodetectors 11, 12 and 15.16 will record the phase increment with respect to Ne, which makes it possible to determine the diameter of the fiber being monitored. 1 ill. J / 4 L

Description

tis to Угtis to yk

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике и предназначено дл  измерени  диаметра прозрачных оптических волокон и одножильных световодов с одно- и двухоболочечной структурой,The invention relates to a control and measuring technique and is intended for measuring the diameter of transparent optical fibers and single-core optical fibers with single and double-clad structure

Наиболее близким техническим решением  вл етс  устройство дл  контрол  световодов и оптических волокон,содержащее лазер и расположенные по ходу излучени  коллиматор и радиальный растр, оптический клин, установленный по ходу пучка, соответствующего одноименному из дифракционных максимумов, зеркало, установленное по ходу пучка, соответствующего другому одноименному дифракционному максимуму, светоделитель со светодели- тольной гранью, размещенный по ходу пучка , соответствующего нулевому пор дку дифракции и ориентированного так, что нормаль к его светоделительной грани составл ет угол 45° к направлению излучени , эталонный световод, размещенный в месте перемещени  пучков, отраженных от светоделител  и зеркала и две пары фотоприемников , установленных по ходу излучени  перва  за контролируемым световодом, втора  - за эталонным световодом.The closest technical solution is a device for monitoring optical fibers and optical fibers, comprising a laser and a collimator and a radial raster located along the radiation, an optical wedge mounted along the beam corresponding to the diffraction maximum of the same name, and a mirror mounted along the beam corresponding to the other of the same name diffraction maximum, a beam splitter with a beam splitting face, placed along the beam corresponding to the zero order of diffraction and oriented so that about the normal to its beam-splitting faces is 45 ° angle to the direction of radiation, a reference optical fiber arranged in the movable spot beams reflected from the beamsplitter and mirrors and two pairs of photodetectors installed on a course for controlled emission of the first light guide, the second - for the reference waveguide.

К недостатком устройства следует отнести вли ние на результат контрол  погрешностей изготовлени  растра, в частности, неплсокостности поверхностей стекл нного диска (клин), или, что то же. неравномерности толщины стекла диска, на который нанесена растрова  аорож.а. При освещении коллимированным пучком последнее приводит к возникновению паразитной интерференции , аналогичной, как в тонкой клинообразной пластине.A disadvantage of the device is the influence on the result of the control of errors in the manufacture of the raster, in particular, the non-flatness of the surfaces of the glass disk (wedge), or, what is the same. uneven thickness of the glass of the disk on which the raster is applied. a. When illuminated with a collimated beam, the latter leads to spurious interference, similar to that in a thin wedge-shaped plate.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности контрол .The aim of the invention is to increase the accuracy of control.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство, содержащее лазер и расположенный по ходу излучени  радиальный растр с дорожкой штрихов, установленный по ходу пучка, соответствующего одному из дифракционных максимумов радиального растра, оптический клин, установленный по ходу пучка, соответствующего другому одноименному дифракционному максимуму, зеркала, эталонной световод, держатель контролируемого световода, светоделитель , первую пару фотоприемников, размещенную по ходу излучени  за держателем контролируемого световода, и вторую пару Фотоприемников, размещенную по ходу излучени  за эталонным световодом, дополнительно снабжено первой и второй фокусирующими линзами, установленными между лазером и радиальным растром с диаметром противоположных сторон относительно дорожки штрихов на фокусном рассто нии от поверхности растра, вторым и третьим зеркалами, вторым оптическим клином и третьей парой фотоприемников, светоделитель установлен между лазером и первой фокусирующей линзой, второе зеркало размещено по ходу отраженного от светоделител  пучка перед второй фокусирующей линзой, третье зеркало и второйThe goal is achieved in that the device containing the laser and located along the radial radial raster with a stroke line installed along the beam corresponding to one of the diffraction maxima of the radial raster, an optical wedge installed along the beam corresponding to the other diffraction maximum of the same name, mirrors, a reference fiber, a holder for a controlled fiber, a beam splitter, a first pair of photodetectors placed downstream of a holder for a controlled fiber, and W The first pair of photodetectors placed along the radiation behind the reference fiber is additionally equipped with the first and second focusing lenses mounted between the laser and the radial raster with the diameters of opposite sides relative to the groove path at the focal distance from the raster surface, the second and third mirrors, the second optical wedge, and a third pair of photodetectors, a beam splitter is installed between the laser and the first focusing lens, the second mirror is placed along the beam reflected from the beam splitter before Ora focusing lens, the third mirror and the second

0 оптический клин установлены по оптической оси второй фокусирующей линзы за радиальным растром в направлени х, соответствующих одноименным пор дкам дифракции , эталонный световод расположен в0 an optical wedge is mounted along the optical axis of the second focusing lens behind the radial raster in the directions corresponding to the diffraction orders of the same name, the reference fiber is located in

5 месте пересечени  пучков, отраженных от первого и третьего зеркал, держатель световода ориентирован так, что его ось проходит через точки пересечени  пучков от первого клина и нулевого пор дка дифракции и пуч0 ков от второго клина и нулевого пор дка дифракции, а треть  пара фотоприемников установлена по ходу излучени  за держателем KOI тролируемого световода в месте пересечени  пучков от второго клина иAt the intersection of the beams reflected from the first and third mirrors, the fiber holder is oriented so that its axis passes through the points of intersection of the beams from the first wedge and the zero order of diffraction and the beams from the second wedge and the zero order of diffraction, and a third pair of photodetectors is installed along the radiation behind the KOI holder of the trolled fiber at the intersection of the beams from the second wedge and

5 нулевого пор дка дифракции.5 zero order diffraction.

На чертеже изображено устройство контрол  диаметра световодов и оптических волокон.The drawing shows a device for controlling the diameter of optical fibers and optical fibers.

Устройство содержит оптически св зан0 ные лазер 1, светоделитель 2, первую фокусирующую линзу 3, радиальный растр 4, в одноименных пор дках которого размешены первое зеркало 5 и первый оптический клин 6. В отраженном от светоделител  2The device comprises optically coupled laser 1, a beam splitter 2, a first focusing lens 3, a radial raster 4, in the same order of which the first mirror 5 and the first optical wedge are placed 6. In the beam 2 reflected from the beam splitter

Г пучке последовательно размещены: второе зеркало 7 под углом 45° к пучку, втора  фокусирующа  линз 8 также на фокусном рассто нии от радиального растра 4, за которым на пути одноименных пор дков раз0 мещены третье зеркало 9 п второй оптический клин Ю. Перва  пара 11 и 12 фотоприемникое размещена за световодом ОСк в плоскости изображени  интерференционной картины ИКт, втора  пара 13 и 14The beam is sequentially placed in the beam: the second mirror 7 at an angle of 45 ° to the beam, the second focusing lens 8 is also at the focal distance from the radial raster 4, behind which, on the path of the same order, a third mirror 9 is placed, the second optical wedge Yu. First pair 11 and 12, the photodetector is located behind the OSK optical fiber in the plane of the image of the interference pattern of the ICT, the second pair 13 and 14

5 фотоприемников - за эталонным световодом ОСЭ в плоскости изображени  , и треть  пара 15 и 16 фотоприемников - за контролируемым ОСк на втором участке в плоскости изображени  интерференцион0 ной картины I/1K2,5 photodetectors - behind the reference optical fiber of the OSE in the image plane, and a third of the pair of 15 and 16 photodetectors - behind the controlled OSK in the second section in the image plane of the interference pattern I / 1K2,

Устройство работает следующим образом .The device operates as follows.

С помощью осветительной системы, состо щей из лазера 1, светоделител  2, вто5 рого зеркала 7 и двух фокусирующих линз 3 и 8, обеспечиваетс  освещение растра 4 на двух диаметрально противоположных участках сход щимис  пучками. На растре 4 падающие пучки дифрагируют с образованием р да пор дков. На обоих участках растра дл  образовани  интерференционных картин 1/lKi, ИК.2 и ИКз используютс  0-й и два первых пор дка дифракции. Первый контрольный канал образуетс  парой пучков 01-ого и +11-ого пор дков дифракции. + 11-й пор док корректируетс  по направлению первым оптическим клином 6 и под углом «сходитс  с 01-ым пор дком на контролируемом объекте ОСк с образованием интерференционной картины HKi. Последн   считываетс  первой парой фотоприемников 11 и 12.Using a lighting system consisting of a laser 1, a beam splitter 2, a second mirror 7 and two focusing lenses 3 and 8, the raster 4 is illuminated in two diametrically opposite areas by converging beams. In raster 4, incident beams are diffracted to form a series of orders. In both regions of the raster, the 0th and two first diffraction orders are used to form 1 / lKi, IR 2, and IR 3 interference patterns. The first control channel is formed by a pair of beams of the 01th and +11th diffraction orders. The + 11th order is corrected in the direction of the first optical wedge 6 and at an angle "coincides with the 01th order at the controlled object of the CCS with the formation of the interference pattern HKi. The latter is read by the first pair of photodetectors 11 and 12.

Второй контрольный канал образуетс  другой парой пучков 0/-ого И +1 -ого пор дков дифракции, +1 -и пор док корректируетс  по направлению вторым оптическим клином 10 и под углом сходитс  с 0 -ым пор дком на втором участке контролируемого объекта ОС с образованием интерфе- ренционной картины ИК2, котора  считываетс  третьей парой фотоприемников 15 и 16. Второй участок на ОСк отстоит от первого на рассто нии L HKV2/Vi, (1) где Нк - шаг интерференционных полос от ОСк. V2 - скорость перемещени  объекта ОСк, Vi - скорость перемещени  интерференционных полос.The second control channel is formed by another pair of beams of the 0th and +1th diffraction orders, the +1th order is corrected in the direction of the second optical wedge 10 and at an angle converges with the 0th order in the second section of the controlled OS object with the formation of the interference pattern of IR2, which is read by the third pair of photodetectors 15 and 16. The second section on the Osc is separated from the first by the distance L HKV2 / Vi, (1) where Hk is the step of the interference fringes from the Osc. V2 is the velocity of the object moving Osc; Vi is the velocity of movement of the interference fringes.

-1 -и гор док дифракции на первом участке падает на первое зеркало 5 и корректируетс  в напрзегении эталонного объекта ОС, -1-й пор док дифракции на втором участке падает на третье зеркало 9 и корректируетс  также Б направлении эталонного объекта ОСэ под углом у к пучку - 1-ого пор дка. Указанные пучки интерферируют с образованием эталонной интерференционной картины ИКЭ. Последн   считываетс  второй парой фотоприемников 13 и 14.The 1st diffraction pattern in the first section falls on the first mirror 5 and is corrected in the direction of the reference OS object; the 1st diffraction pattern in the second section falls on the third mirror 9 and is also corrected B in the direction of the reference object of the OSE at an angle y to the beam is of the first order. These beams interfere with the formation of a reference interference pattern of the IKE. The latter is read by a second pair of photodetectors 13 and 14.

Все три ИК привод тс  в движение за счет вращени  радиального растра 4, поэтому скорости их перемещени  одинаковы. Изначально должно выполн тьс  условие, что а ft у, а фотоприемники разнос тс  в пространстве на величину шага (или несколько шагов m Нэ) эталонной ИК, при этом соблюдаетс  условие . Изменение радиуса R контролируемого ОСК приведет к изменению шага Н интерференционной полосы. Поэтому нарушитс  и фотоприемники 11. 12 и 15,All three IRs are driven by the rotation of the radial raster 4, therefore their speed of movement is the same. Initially, the condition must be satisfied that a ft y, and the photodetectors are spaced apart in space by the step size (or several steps m He) of the reference IR, while the condition is met. A change in the radius R of the controlled USC will lead to a change in the step H of the interference band. Therefore, the photodetectors 11. 12 and 15,

16 зафиксируют приращение фазы по отношению к Нэ. которому присвоено значение 360°.16 will fix the phase increment with respect to Ne. which is assigned a value of 360 °.

С учетом того, что ± 360°(НЭ- -Н,)/Нк окончательно получаемGiven that ± 360 ° (NE- -H,) / Hk, we finally obtain

().().

360°360 °

Например, на первом участке Ду +1° и при Гэ 500мкм, ,39 мкм, а на второмFor example, in the first section, Du + 1 ° and at Ge 500 μm,, 39 μm, and in the second

Ду -1° и тогда ,61 мкм в прототипеDN -1 ° and then, 61 microns in the prototype

размер усреднилс  бы дл  этих двух участков , т.е.Гк.ср (гк + г) мкм.the size would be averaged for these two sections, i.e. Gk.sr. (gk + g) microns.

В предлагаемом устройстве за счет соблюдени  услови  (1) длительность фотоим- пульса (пропорционального Нк)In the proposed device due to the observance of condition (1), the duration of the photopulse (proportional to Hk)

определ етс  по началу интерференционной полосы на первом участке и концу интерференционной полосы на втором участке.determined by the beginning of the interference band in the first section and the end of the interference band in the second section.

Дл  реализации устройства примен лись лазер Л ГН-302, радиальный растр диаметром 80 мм и шагом штрихов 10 мкм, светоделительный кубик 10X10X10 мм с приблизительно равным коэффициентом пропускани  и отражени , оптическиеTo implement the device, we used a laser L GN-302, a radial raster with a diameter of 80 mm and a stroke pitch of 10 μm, a beam splitter 10X10X10 mm with approximately equal transmittance and reflection, optical

клинь  с углом преломлени  пучков, равным углу дифракции первого пор дка, зеркала с внешним отражающим покрытием, фокусирующие линзы с фокусным рассто нием fw 80 мм и фотоприемники типа ФД-256.a wedge with a beam refraction angle equal to the first-order diffraction angle, mirrors with an external reflective coating, focusing lenses with a focal length fw of 80 mm, and FD-256 photodetectors.

Последние были подключены к усилител м, выполненным на микросхемах серии К157УД2 со стандартным включением.The latter were connected to amplifiers made on K157UD2 series microcircuits with standard switching.

Таким образом, при фокусировании оптического излучени  на растр в несколькоThus, when focusing optical radiation on a raster of several

раз снижаетс  контрастность паразитных интерференционных полос, которые практически не воспринимаютс  фотоприемниками . При этом существенно повышаетс  отношение сигнал/шум рабочего интерференционного сигнала, а погрешности измерени  уменьшились на 7-8%. Организаци  второго измерительного канала с соблюдением изложенного выше услови  обеспечила сокращение базы измерени  (участкаthe contrast of spurious interference fringes, which are practically not perceived by photodetectors, decreases. In this case, the signal-to-noise ratio of the working interference signal is significantly increased, and the measurement errors are reduced by 7-8%. The organization of the second measuring channel in compliance with the above conditions ensured the reduction of the measurement base (section

объекта, на котором усредн етс  результат измерени ) в несколько раз. что также повысило точность и достоверность контрол .object on which the measurement result is averaged) several times. which also increased the accuracy and reliability of control.

Устройство контрол  диаметра световодов и оптических волокон может найти широкое применение в производстве волоконно-оптических элементов, преимущественно в системах управлени  технологическими процессами их выт жки.A device for controlling the diameter of optical fibers and optical fibers can be widely used in the production of fiber-optic elements, mainly in process control systems for their drawing.

Claims (1)

Формула изобретен и  Formula invented and Устройство контрол  диаметра световодов и оптических волокон, содержащее лазер и расположенный по ходу излучени  радиальный растр с дорожкой штрихов, установленный по ходу пучка, соответствующего одному из дифракционных максимумов радиального растра, оптический клин, установленное по ходу пучка, соответствующего другому одноименному дифракционному максимуму, зеркало, эталонный световод, держатель контролируемого световода, светоделитель, первую пару фотоприемников, размещенную по ходу излучени  за держателем контролируемого световода, и вторую пару фотоприемников, размещенную по ходу излучени  за эталонным световодом, отличающее с   тем, что, с целью повышени  точности контрол , оно снабжено первой и второй фокусирующими линзами, установленными между лазером и радиальным растром с диаметрально противоположных сторон относительно дорожки штрихов на фокусном рассто нии от поверхности растра , вторым и третьим зеркалами, вторым оптическим клином и третьей парой фото- приемников, светоделитель установлен между лазером и первой фокусирующей линзой, второе-зеркало размещено по ходуA device for controlling the diameter of optical fibers and optical fibers, comprising a laser and a radial raster located along the line of strokes, installed along the beam corresponding to one of the diffraction maxima of the radial raster, an optical wedge installed along the beam corresponding to another diffraction maximum of the same name, a mirror, reference fiber, holder of the controlled fiber, beam splitter, the first pair of photodetectors, placed along the radiation behind the holder of the controlled a fiber guide, and a second pair of photodetectors, placed along the radiation behind the reference fiber, characterized in that, in order to increase the accuracy of control, it is equipped with first and second focusing lenses mounted between the laser and the radial raster from diametrically opposite sides relative to the strokes on the focal distance from the raster surface, the second and third mirrors, the second optical wedge and the third pair of photodetectors, a beam splitter is installed between the laser and the first focusing lens, the second calorie taken along the отраженного от светоделител  пучка перед второй фокусирующей линзой, третье зеркало и второй оптический клин установлены на оптической оси второй фокусирующейreflected from the beam splitter in front of the second focusing lens, the third mirror and the second optical wedge are mounted on the optical axis of the second focusing линзы за радиальным растром в направлени х соответственно одноименных пор дков дифракции растра, эталонный световод расположен в месте пересечени  пучков, отраженных от первого и третьего зеркал, держатель контролируемого световода ориентирован так, что его ось проходит через точки пересечени  пучков от первого клина и нулевого пор дка дифракции и пучков от второго клина и нулевого пор дкаlenses behind the radial raster in the directions of the corresponding diffraction patterns of the raster, the reference fiber is located at the intersection of the beams reflected from the first and third mirrors, the holder of the controlled fiber is oriented so that its axis passes through the points of intersection of the beams from the first wedge and zero order diffraction and beams from the second wedge and zero order дифракции, а треть  пара фотоприемников установлена по ходу излучени  за держателем контролируемого световода в месте пересечени  пучков от второго клина и нулевого пор дка дифракции.diffraction, and a third of the pair of photodetectors is installed along the radiation behind the holder of the controlled fiber at the intersection of the beams from the second wedge and the zero diffraction order.
SU904862383A 1990-08-27 1990-08-27 Device for checking diameter of light guides and optical fibers RU1768962C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904862383A RU1768962C (en) 1990-08-27 1990-08-27 Device for checking diameter of light guides and optical fibers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904862383A RU1768962C (en) 1990-08-27 1990-08-27 Device for checking diameter of light guides and optical fibers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1768962C true RU1768962C (en) 1992-10-15

Family

ID=21533884

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904862383A RU1768962C (en) 1990-08-27 1990-08-27 Device for checking diameter of light guides and optical fibers

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1768962C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1649257,кл. G 01 В 11/10,1990. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5325459A (en) Optical attenuator used with optical fibers and compensation means
US4998011A (en) Flat plate focus sensing apparatus
KR20020083739A (en) Reflection type complex prism and optical pickup apparatus employing it
KR900018643A (en) Triangular light sensor and its device
US5096301A (en) Fiber alignment device; method of making and using
US3966324A (en) Laser doppler anemometer
US5068528A (en) Encoded surface position sensor with multiple wavelengths and reference beam
CN112484647A (en) Interferometer displacement measurement system and method
US4792695A (en) Contact-free measuring apparatus having an F-theta-corrected, catadioptric objective and method for using the same
RU1768962C (en) Device for checking diameter of light guides and optical fibers
GB2338569A (en) Fixing plate for optic fibres and lens array
RU2726738C1 (en) Method of creating refraction index structures inside a sample from transparent material and a device for its implementation
US5345076A (en) Optically trimmed sensor for reducing influence of differential node losses
SU1532808A2 (en) Device for monitoring linear dimensions
SU1734581A3 (en) Prismatic spectral instrument
SU1675818A1 (en) Mode group selector for fiber light guide
JP3494148B2 (en) Focus detection device and laser inspection processing device
SU1142732A1 (en) Device for checking linear dimensions
SU1649257A1 (en) Device to check light conductor and optical fiber diameters
SU1677514A1 (en) Device for measuring angular motions of an object
JP3283575B2 (en) Fiber end face measuring device
SU1416865A1 (en) Device for monitoring small angular displacements
SU1647241A1 (en) Laser interference device
SU1571393A1 (en) Device for checking dials
RU2059196C1 (en) Device for check of angular position of objects