RU2193788C1 - Fiber-optic cable for multichannel acoustooptical switch and its manufacturing process - Google Patents
Fiber-optic cable for multichannel acoustooptical switch and its manufacturing process Download PDFInfo
- Publication number
- RU2193788C1 RU2193788C1 RU2001125153/28A RU2001125153A RU2193788C1 RU 2193788 C1 RU2193788 C1 RU 2193788C1 RU 2001125153/28 A RU2001125153/28 A RU 2001125153/28A RU 2001125153 A RU2001125153 A RU 2001125153A RU 2193788 C1 RU2193788 C1 RU 2193788C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fiber
- fibers
- cable
- input end
- assembly
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к средствам многоканальной оптоволоконной связи, в частности оно может быть отнесено к устройствам коммутации многоканальной оптоволоконной связи посредством акусто-оптического переключателя. The invention relates to multichannel fiber optic communications, in particular, it can be assigned to multichannel fiber optic switching devices by means of an acousto-optical switch.
Световой поток, излучаемый одним или несколькими световодами, переводится коммутатором на входной торец одного из световодов, образующего вместе с другими идентичными световодами выходной оптоволоконный кабель. The luminous flux emitted by one or more optical fibers is transferred by the switch to the input end of one of the optical fibers, forming, together with other identical optical fibers, an output optical fiber cable.
Конструктивно ОК для оптических коммутаторов может быть выполнен в виде различных сборок. Structurally, OK for optical switches can be made in the form of various assemblies.
Так, в устройствах по патентам США 4896935, 5479541, 5434936, 5483608 использованы сборка выходных волокон в кабель, в которой входные торцы одинаковых волокон расположены либо по окружности, либо по линии. So, in devices according to US patents 4896935, 5479541, 5434936, 5483608, the assembly of output fibers into a cable is used, in which the input ends of the same fibers are located either along a circle or along a line.
Попытка увеличения числа переключаемых каналов за счет увеличения количества волокон в сборке приводит к существенному снижению быстродействия коммутатора, так как увеличивается расстояние между внешними каналами (двумя наиболее удаленными друг от друга волокнами). An attempt to increase the number of switched channels by increasing the number of fibers in the assembly leads to a significant decrease in the speed of the switch, since the distance between the external channels (the two fibers most distant from each other) increases.
В патенте ФРГ DЕ 107 06 053 А1 (кл. Н 01 J 10/12) предложен ряд новых решений для конструкции ОК. In the patent of Germany DE 107 06 053 A1 (CL H 01 J 10/12) a number of new solutions for the design of OK are proposed.
Выходные волокна собраны так, что их входные торцы образуют двумерный массив, а для более точного попадания входного пучка в центральную жилу выходного волокна применяется средство для автоматического управления положением пучка, содержащее секционный кольцевой фотодетектор расположенный вокруг наружной оболочки каждого выходного волокна. The output fibers are assembled so that their input ends form a two-dimensional array, and for a more accurate hit of the input beam in the central core of the output fiber, means for automatically controlling the position of the beam are used, containing a sectional ring photodetector located around the outer shell of each output fiber.
Это позволяет не заботиться о точности изготовления сборки и стабильности взаимного расположения центров входных торцов волокон в процессе эксплуатации изделия. This allows you not to worry about the accuracy of the assembly and the stability of the mutual arrangement of the centers of the input ends of the fibers during operation of the product.
К недостаткам предложенного выше решения следует отнести снижение числа переключаемых каналов из-за увеличения площади, занимаемой торцом выходного волокна, окруженного кольцевым фотодетектором, и снижение скорости переключения за счет выделения времени на работу средства управления положением пучка. The disadvantages of the solution proposed above include a decrease in the number of switched channels due to an increase in the area occupied by the end of the output fiber surrounded by an annular photodetector and a decrease in the switching speed due to the allocation of time for the operation of the beam position control means.
Наиболее близким по технической сущности является патент США 5907650 (кл. Н 01 J 10/12), принятый далее за прототип, в котором в качестве ОК в коммутаторе используют высокоточный соединитель в виде матрицы оптических волокон и приводится метод его создания. The closest in technical essence is US patent 5907650 (CL H 01 J 10/12), adopted further as a prototype, in which, as an OK in the switch, a high-precision connector in the form of a matrix of optical fibers is used and a method for creating it is given.
Матрица содержит элемент в виде маски с задней и передней поверхностями и множеством отверстий в них. The matrix contains an element in the form of a mask with back and front surfaces and many holes in them.
Входные концы волокон перед сборкой в кабель срезают на конус и вставляют в маску так, что часть волокна с конусной наружной поверхностью выступает за переднюю поверхность маски, и в таком виде маска и волокна на длине маски склеиваются. The input ends of the fibers before being assembled into a cable are cut into a cone and inserted into the mask so that part of the fiber with the conical outer surface protrudes beyond the front surface of the mask, and in this form the mask and fibers are glued together along the length of the mask.
Далее происходит механическое удаление выступающих частей волокон и полировка входного торца образовавшейся жесткой сборки оптических волокон. Next, there is a mechanical removal of the protruding parts of the fibers and polishing of the input end face of the formed rigid assembly of optical fibers.
Способ по данному патенту включает в себя подготовку волокон к формированию конической поверхности на их концах, подготовку отверстий в первичной маске, причем каждое отверстие на передней поверхности маски должно иметь диаметр, меньший, чем диаметр наружной оболочки волокна. Затем производится введение конических концов волокон через отверстия в задней стенке до тех пор, пока конические поверхности входного конца волокон не войдут в соприкосновение со стенками отверстий маски на передней ее стенке. Далее производится нанесение клеящего материала на переднюю поверхность маски и удаление выступающих волокон. Затем производится шлифовка и полирование концов волокон и передней поверхности маски, на которую был нанесен клеящий материал. The method according to this patent includes preparing the fibers to form a conical surface at their ends, preparing holes in the primary mask, each hole on the front surface of the mask must have a diameter smaller than the diameter of the outer sheath of the fiber. Then, the conical ends of the fibers are introduced through the holes in the rear wall until the conical surfaces of the input end of the fibers come into contact with the walls of the openings of the mask on its front wall. Next, adhesive is applied to the front surface of the mask and the protruding fibers are removed. Then, grinding and polishing of the ends of the fibers and the front surface of the mask on which the adhesive material was applied is performed.
На основе предложенных в патенте решений с помощью технологии эксимерных лазеров для одномодовых и многомодовых волокон достигается точность центрирования волокна в пространстве на уровне ±2 микрон и выше. Based on the solutions proposed in the patent using excimer laser technology for single-mode and multimode fibers, the centering accuracy of the fiber in space is achieved at a level of ± 2 microns and higher.
Анализ материалов патента позволяет установить, что стержнем устройства является маска как минимум с двумя стенками, на которых с помощью высокоточной лазерной технологии изготовлены как минимум два массива отверстий, которые служат направляющими при сборке оптических волокон. Расстояние между центрами волокон должно превосходить наружный диаметр волокна без защитной оболочки, а это, как указывалось ранее, снижает максимально возможное число каналов в коммутаторе. An analysis of the materials of the patent allows us to establish that the core of the device is a mask with at least two walls, on which at least two arrays of holes are made using high-precision laser technology that serve as guides when assembling optical fibers. The distance between the centers of the fibers should exceed the outer diameter of the fiber without a protective sheath, and this, as mentioned earlier, reduces the maximum possible number of channels in the switch.
Кроме указанного недостатка, следует отметить сложность технологии сборки волокон в кабель, обусловленную необходимостью изготавливать прецизионную маску, вставлять каждое волокно в отверстие на передней поверхности маски и протягивать его перед этим через направляющие отверстия, расположенные на задней поверхности маски. In addition to this drawback, it should be noted that the technology of assembling fibers into a cable is complicated due to the need to produce a precision mask, insert each fiber into the hole on the front surface of the mask and stretch it through the guide holes located on the back surface of the mask.
Достигнутая точность сборки не устраняет полностью возможность ухудшения параметров переключателя за счет изменения положения всего торца кабеля относительно остальных элементов коммутатора, которое может быть вызвано изменениями условий внешней среды, например температуры. The achieved accuracy of the assembly does not completely eliminate the possibility of deterioration of the switch parameters due to a change in the position of the entire cable end relative to the other elements of the switch, which may be caused by changes in environmental conditions, for example, temperature.
Все решения, соответствующие современному уровню техники, обладают тем недостатком, что не обеспечивают максимально возможное число каналов и не позволяют реализовать предельные возможности многоканального акустооптического переключателя (МК АОП) и создать на его основе коммутатор с максимальным числом каналов, не ухудшая его быстродействие и обеспечивая при этом возможность простого, а следовательно, дешевого способа монтажа оптического кабеля. All solutions that correspond to the state of the art have the disadvantage that they do not provide the maximum possible number of channels and do not allow to realize the maximum capabilities of a multi-channel acousto-optic switch (MK AOP) and create on its basis a switch with a maximum number of channels, without affecting its performance and providing this is the possibility of a simple, and therefore, cheap way to mount an optical cable.
Задачей изобретения является создание ОК для МК АОП, который имел бы максимальное число каналов при минимальной площади входного торца и обеспечивал при его установке в МК АОП минимальное затухание при вводе пучка света в волокно и минимальные перекрестные связи между каналами и сохранял эти параметры неизменными в условиях нестабильной внешней среды. The objective of the invention is to create an OK for MK AOP, which would have the maximum number of channels with a minimum input end area and provide when it is installed in the MK AOP minimal attenuation when the light beam enters the fiber and minimal cross-connections between the channels and keep these parameters unchanged under unstable conditions the external environment.
Поставленная задача достигается за счет того, что волоконно-оптический кабель (ОК) для многоканального акустооптического переключателя содержит на входном конце сборку соединенных оптических волокон, помещенных в жесткий корпус, который снабжен элементами крепления к корпусу акустооптического переключателя, по меньшей мере, часть волокон в сборке содержит по длине волокна, по меньшей мере, один участок с диаметром оболочки, следующей за сердцевиной, меньше диаметра оболочки на остальной длине ОК, при этом соединенные волокна образуют усеченный конус, направленный вершиной к торцу входного конца ОК, а торцы отдельных волокон образуют плоский или вогнутый сферический торец входного конца ОК. This object is achieved due to the fact that the fiber-optic cable (OK) for a multi-channel acousto-optic switch contains at the input end an assembly of connected optical fibers placed in a rigid case, which is equipped with fastening elements to the case of the acousto-optic switch, at least part of the fibers in the assembly contains at least one section along the length of the fiber with the diameter of the sheath following the core less than the diameter of the sheath on the rest of the length OK, while the connected fibers form sectional cone apex directed to the end face of the input end OK, and the ends of the individual fibers form a planar or concave spherical end inlet end OK.
Частными существенными признаками ОК являются:
- на указанном участке каждого волокна в сборке с диаметром оболочки, следующей за сердцевиной, меньше диаметра оболочки на остальной длине ОК диаметр оболочки выполнен уменьшающимся по линейному закону в направлении к торцу входного конца ОК,
- в случае, когда, по меньшей мере, часть волокон в сборке содержит по длине волокна, по меньшей мере, второй участок с диаметром этой же оболочки, следующей за сердцевиной, меньше диаметра наружной оболочки на остальной длине ОК, эти участки чередуются с участками с неизмененным диаметром оболочки, а при сборке двух соседних волокон участок с неизмененным диаметром соединяется плотно с участком соседнего волокна, на котором диаметр оболочки меньше диаметра этой же оболочки волокна на соседнем с ним участке;
- координаты (Хi, Yi) центра каждого торца волокна, входящего в сборку, связаны с координатами элементов крепления жесткого корпуса;
- сборка содержит дополнительно, по меньшей мере, одно реперное волокно, расположенное, например, в центре сборки;
- координаты центра торца (Х0,У0) реперного волокна связаны с координатами центров всех волокон (Xi, Yi), входящих в сборку.Private essential features of OK are:
- in the indicated section of each fiber in the assembly with a sheath diameter following the core less than the sheath diameter on the remaining OK length, the sheath diameter is made linearly decreasing towards the end end of the OK end,
- in the case when at least part of the fibers in the assembly contains at least a second section along the length of the fiber with the diameter of the same shell following the core less than the diameter of the outer shell on the remaining OK length, these sections alternate with sections with unchanged diameter of the sheath, and when assembling two adjacent fibers, a section with an unchanged diameter is connected tightly to the portion of the adjacent fiber, in which the diameter of the sheath is less than the diameter of the same sheath of fiber in the adjacent section;
- the coordinates (Xi, Yi) of the center of each end of the fiber included in the assembly are associated with the coordinates of the fasteners of the rigid body;
- the assembly further comprises at least one reference fiber located, for example, in the center of the assembly;
- the coordinates of the center of the end (X 0 , Y 0 ) of the reference fiber are associated with the coordinates of the centers of all the fibers (Xi, Yi) included in the assembly.
Поставленная задача решается также за счет способа изготовления волоконно-оптического кабеля, при котором на входном конце ОК снимают защитную оболочку с каждого волокна, укладывают волокна в две направляющие, погружают на заданную часть длины обработанного участка в кислотный раствор на время, достаточное для уменьшения диаметра каждого волока до заданной величины, промывают его, помещают его в нейтральный раствор, извлекают из него сборку волокон так, что обеспечивается слипание волокон по всей длине протравленной части, затем погружают входной конец ОК в клеевой раствор, так, что торец кабеля касается поверхности клея и при этом обеспечивается за счет капиллярных сил заполнение клеем свободного пространства между волокнами сборки на всей длине протравленной части, а после затвердевания клея надевают на входной конец кабеля на всю его длину, включая и участок с направляющими, трубку с калиброванным наружным диаметром, заполняют свободное пространство внутри трубки клеем и после его затвердевания вставляют трубку в жесткий корпус так, что торцевая часть кабеля вместе с трубкой выступают за жесткий корпус, после чего трубку жестко соединяют с корпусом входного конца ОК, выступающую часть кабеля отрезают и полируют входной торец. The problem is also solved by a method of manufacturing a fiber optic cable, in which at the input end of the cable, a protective sheath is removed from each fiber, the fibers are laid in two guides, immersed for a specified part of the length of the treated section in an acid solution for a time sufficient to reduce the diameter of each to a predetermined amount, wash it, place it in a neutral solution, remove the fiber assembly from it so that the fibers stick together along the entire length of the etched part, then the input end of OK is glued into the adhesive solution, so that the end of the cable touches the surface of the adhesive and, due to capillary forces, ensures that the adhesive fills the free space between the fibers of the assembly along the entire length of the etched part, and after the adhesive has hardened, put on the input end of the cable along its entire length including a section with guides, a tube with a calibrated outer diameter, fill the free space inside the tube with glue and after it hardens, insert the tube into a rigid case so that the end of the cable e with the tube in favor of a rigid body, after which the tube is rigidly connected to the housing inlet end OK protruding part of the cable is cut and polished entrance end.
Частными существенными признаками способа являются:
- определение после отрезания и полировки входного торца кабеля положения центра торца каждого волокна относительно элементов крепления жесткого корпуса входного конца ОК;
- включение в сборку волокон, по меньшей мере, одного реперного волокна определяет положение центра торца реперного волокна относительно элементов крепления жесткого корпуса входного конца ОК к АОП;
- определение положение центров торцов всех волокон входного конца ОК относительно положения центра торца реперного волокна;
- определение положения центра торца реперного волокна относительно центра торцов всех волокон ОК путем сканирования узким пучком торцевой поверхности входного конца ОК с последовательным подключением выходных концов волокон к фотодетектору, выход которого подключают через аналого-цифровой преобразователь к компьютеру, вычисляющему положение центра торца каждого волокна сборки относительно центра торца реперного волокна;
- все торцы выходных волокон обрабатывают и собирают в технологическую сборку, торец которой через цифровую телекамеру подключают к компьютеру, а после измерения координат центров торцов входных волокон технологическую сборку выходного конца ОК разбирают.Private significant features of the method are:
- determining after cutting and polishing the input end of the cable the position of the center of the end face of each fiber relative to the fastening elements of the hard case of the input end OK;
- the inclusion in the assembly of fibers of at least one reference fiber determines the position of the center of the end face of the reference fiber relative to the fastening elements of the rigid body of the input end of the OK to the AOP;
- determination of the position of the centers of the ends of all the fibers of the input end OK relative to the position of the center of the end face of the reference fiber;
- determining the position of the center of the end face of the reference fiber relative to the center of the ends of all OK fibers by scanning with a narrow beam the end surface of the OK end with a serial connection of the output ends of the fibers to the photodetector, the output of which is connected via an analog-to-digital converter to a computer that calculates the position of the center of the end face of each fiber of the assembly relative to the center of the end face of the reference fiber;
- all ends of the output fibers are processed and assembled into a technological assembly, the end of which is connected to a computer through a digital television camera, and after measuring the coordinates of the centers of the ends of the input fibers, the technological assembly of the output end of the OK is disassembled.
Сущность изобретения поясняется чертежами. The invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 представлена промежуточная сборка входного конца ОК с непротравленной частью волокна, зачищенного от защитной оболочки. In FIG. Figure 1 shows an intermediate assembly of the inlet end of the OK with the un-etched portion of the fiber stripped from the protective sheath.
На фиг.2 показана та же сборка, но уже с равномерно протравленными волокнами на части длины участка волокна, зачищенного от наружной оболочки. Figure 2 shows the same assembly, but with evenly etched fibers on a portion of the length of a portion of the fiber stripped from the outer sheath.
На фиг. 3 представлена та же сборка с волокнами, протравленными по линейному закону. In FIG. 3 shows the same assembly with fibers etched according to a linear law.
На фиг.4 - то же, но с волокнами, протравленными так, что чередуются участки протравленные с участками непротравленными. Figure 4 is the same, but with fibers etched so that the etched sections alternate with the non-etched sections.
На фиг 5, 6, 7 показана промежуточная сборка входного конца ОК с калиброванной трубкой с волокнами, протравленными, как показано на фиг.2, 3, 4 соответственно. In Figs. 5, 6, 7, an intermediate assembly of the inlet end of an OK is shown with a calibrated tube with fibers etched as shown in Figs. 2, 3, 4, respectively.
На фиг.8 показана сборка, представленная на фиг.4, вид с торца,
На фиг.9 показана окончательная сборка ОК.On Fig shows the assembly shown in figure 4, an end view,
Figure 9 shows the final assembly OK.
На входном конце кабеля в сборку оптических волокон в жестком корпусе входят волокна, часть из которых, примерно половина, или все содержат вдоль волокна участок с диаметром наружной оболочки (следующей за сердцевиной) меньше диаметра наружной оболочки волокна на остальной длине ОК, при этом соединенные (склеенные) волокна, прилегая друг к другу, образуют усеченный конус, направленный своей вершиной к торцу входного конца ОК, а торцы отдельных волокон уложены либо по плоскости, либо по сфере, так, что они образуют либо плоский, либо вогнутый сферический торец входного конца ОК, занимая при укладке минимальную площадь торца входного конца ОК, либо
- в сборку оптических волокон в жестком корпусе входят волокна, часть из которых, примерно половина, или все содержат по длине волокна участок с диаметром наружной оболочки (следующей за сердцевиной), уменьшающимся в направлении к торцу входного конца ОК по линейному закону, либо
- в сборку оптических волокон в жестком корпусе входят волокна, часть из которых или все содержат по длине волокна несколько участков с диаметром наружной оболочки (следующей за сердцевиной) меньше диаметра наружной оболочки волокна на остальной длине ОК, при этом эти участки имеют одинаковую длину и чередуются с участками такой же длины с неизмененным диаметром наружной оболочки волокна, а при сборке двух соседних волокон участок с неизмененным диаметром соединяется плотно с участком соседнего волокна, на котором диаметр наружной оболочки меньше диаметра наружной оболочки волокна на соседнем с ним участке.At the input end of the cable, fibers are assembled in the optical fiber assembly in a rigid casing, some of which, about half, or all contain along the fiber a section with the diameter of the outer sheath (following the core) less than the diameter of the outer sheath of the fiber for the rest of the length OK, while connected ( glued) fibers, adjacent to each other, form a truncated cone directed by its apex to the end face of the input end of the OK, and the ends of the individual fibers are laid either in a plane or in a sphere, so that they form either flat or concave the spherical end face of the input end of the OK, occupying when laying the minimum area of the end of the input end of the OK, or
- the optical fiber assembly in the rigid casing includes fibers, some of which, about half, or all contain along the length of the fiber a section with the diameter of the outer shell (following the core), decreasing towards the end of the input end of the OK linearly, or
- the assembly of optical fibers in a rigid case includes fibers, some or all of which contain several sections along the length of the fiber with the diameter of the outer sheath (following the core) less than the diameter of the outer sheath of the fiber for the rest of the length OK, while these sections have the same length and alternate with sections of the same length with an unchanged diameter of the outer sheath of the fiber, and when assembling two adjacent fibers, a part with an unchanged diameter is connected tightly to the part of the adjacent fiber, on which the diameter of the outer sheath the cells are smaller than the diameter of the outer sheath of the fiber in the adjacent area.
Изобретение позволяет создать ОК с максимальным числом волокон, торцы которых занимают минимальную площадь на его входном торце. The invention allows you to create OK with the maximum number of fibers, the ends of which occupy a minimum area at its input end.
Укладка волокон в кабель так, как указано в п.2 формулы изобретения, позволяет минимизировать потери сигнала через боковые стенки наружной оболочки волокна, а при том же уровне потерь - уменьшить диаметр торца волокна и, следовательно, увеличить число каналов в МК АОП. Laying the fibers in the cable as described in claim 2 allows minimizing signal loss through the side walls of the outer fiber sheath, and at the same loss level, reducing the diameter of the fiber end and, therefore, increasing the number of channels in the AOP MC.
Устройство по п.3 формулы изобретения позволяет уложить волокна параллельно друг другу как в рядах, так и в столбцах и тем самым реализовать регулярную укладку волокон с уменьшенным расстоянием между центрами входных торцов соседних волокон. The device according to claim 3 of the claims allows you to lay the fibers parallel to each other both in rows and in columns and thereby realize regular laying of fibers with a reduced distance between the centers of the input ends of adjacent fibers.
Для организации адреса центра входного торца каждого волокна (Xi, Yi), привязки адресного пространства к присоединительным элементам жесткого корпуса ОК и обеспечения работы средства автоподстройки адресного пространства в условиях нестабильности окружающей среды в устройстве предложено:
- координаты (Xi, Yi) центра каждого торца волокна, входящего в сборку, привязать к координатам присоединительных элементов жесткого корпуса;
ввести в ОК дополнительно как минимум одно реперное волокно (например, в центре сборки);
- координаты центра торца (Х0,Y0) реперного волокна привязать к центрам всех волокон (Xi, Yi), входящих в сборку.To organize the address of the center of the input end face of each fiber (Xi, Yi), to bind the address space to the connecting elements of the OK hard case and to ensure the operation of the automatic adjustment of the address space in the conditions of instability of the environment in the device it is proposed:
- coordinates (Xi, Yi) of the center of each end of the fiber included in the assembly, to tie to the coordinates of the connecting elements of the rigid body;
introduce at least one additional reference fiber in the OK (for example, in the assembly center);
- coordinates of the center of the end face (X 0 , Y 0 ) of the reference fiber to tie to the centers of all fibers (Xi, Yi) included in the assembly.
Изобретение позволяет создать ОК, в котором адрес центра торца каждого волокна корректируется в процессе работы коммутатора и тем самым обеспечивается надежная работа МК АОП в условиях нестабильной внешней среды. The invention allows to create an OK in which the address of the center of the end face of each fiber is adjusted during the operation of the switch and thereby ensures reliable operation of the MC AOP in an unstable environment.
Способ создания ОК характеризуется действиями, выполняемыми в следующей последовательности, и включает:
- подготовку оптических волокон для сборки,
- снятие защитной оболочки на требуемой длине до наружной оболочки (следующей за сердцевиной);
- сборку входного конца ОК с использованием либо гексагональной, либо регулярной укладки;
- скрепление (склеивание) волокон на входном конце кабеля и изготовление жесткой сборки;
- установку сборки волокон в жесткий корпус, имеющий элементы крепления к корпусу АОП, так, что часть кабеля выступает за жесткий корпус;
- удаление выступающей части входного конца ОК;
- полировку и доводку входного торца ОК;
- установку защитного кожуха на ОК;
- сборку выходного конца ОК,
при подготовке оптических волокон для сборки защитная оболочка снимается с каждого волокна сборки на такой длине, которая позволяет обрабатывать диаметр с целью его уменьшения, а после обработки соединять (склеивать) все волокна вместе без возникновения напряжения в соединении (например, для волокна с диаметром наружной оболочки, равным 125 мкм, и диаметром сердцевины, равным 9,5 мкм, эта величина равна 70 мм);
при сборке волокон на входном конце ОК их укладывают в направляющие (квадратной, или круглой, или иной формы) и обжимают ими волокна так, что образуется плотная (гексагональная) укладка волокон, причем первая и вторая направляющие устанавливаются на таком расстоянии от конца волокон, при котором волокна по длине свободного конца не меняют порядка укладки, а первая от конца волокон направляющая устанавливается на незащищенной части волокон (например, для волокна, указанного в п.1 формулы изобретения, отстоящие от первой направляющей - 80 мм, а второй - 100 мм). Возможно применение одной направляющей, но при этом ее длина должна быть такой, чтобы обеспечивалось повторение типа укладки на свободном (зачищенном) конце ОК;
- опускают входной конец кабеля в химический раствор (например, плавиковой или серной кислоты) на заданную для данного кабеля глубину (например, для волокна указанного в п.1 формулы изобретения типа и их числе 32•32 глубина погружения составляет 30 мм);
- выдерживают опущенный конец кабеля в кислоте в течение времени, достаточном для уменьшения диаметра, очищенного от оболочки до требуемой величины (для кварцевого волокна с диаметром наружной оболочки 125 мкм его уменьшают до диаметра 30 мкм);
- вынимают входной конец ОК из приспособления для травления и помещают его в промывочное устройство;
- опускают отмытый входной конец ОК в нейтральный раствор с повышенной вязкостью;
- вынимают из нейтральной жидкости входной конец ОК так, что обеспечивается слипание волокон друг к другу по всей длине обработанной части,
- устанавливают входной конец кабеля в клеевой раствор так, что торец кабеля касается поверхности клея и при этом обеспечивается за счет капиллярных сил заполнение клеем свободного пространства между волокнами сборки на всей длине обработанной части;
- надевают на входной конец кабеля после затвердевания клея на всю длину обработанной части трубку (например, стеклянную) с калиброванным наружным диаметром;
- заполняют свободное пространство внутри трубки клеем и после затвердевания его вставляют трубку в жесткий корпус так, что торцевая часть кабеля вместе с трубкой выступают за жесткий корпус, после чего трубку жестко соединяют с корпусом входного конца ОК;
- после удаления выступающей части ОК и полировки входного торца ОК определяют положения центра торца каждого волокна относительно присоединительных элементов крепления жесткого корпуса входного конца ОКкАОП;
- определяют положение центра торца реперпого волокна относительно присоединительных элементов крепления жесткого корпуса входного конца ОКкАОП;
- определяют положение центра торцов всех волокон входного конца OK относительно центра торца реперного волокна;
- определяют положение центра реперного волокна относительно центра торцов всех волокон ОК путем сканирования узким пучком торцевой поверхности входного конца ОК с последовательным подключением выходных концов волокон к фотодетектору, выход которого подключают через АЦП к компьютеру, где вычисляют положение центра торца каждого волокна сборки относительно центра торца реперного волокна;
- все торцы выходных волокон обрабатывают и собирают в технологическую сборку, торец которой через цифровую телекамеру подключают к компьютеру, а после измерения координат центров торцов входных волокон технологическую сборку выходного конца ОК разбирают;
- опущенный конец ОК сразу после погружения начинают вынимать из раствора со скоростью, замедляющейся по квадратичному закону;
- перед укладкой волокон в направляющие на зачищенную поверхность каждого волокна наносят полосами равной длины с одинаковым шагом, равным ширине полосы, слой материала, предохраняющий поверхность волокна от стравливания, который после окончания травления смывают, а укладку волокон производят так, что протравленные участки одного волокна сопрягаются с непротравленными участками соседнего волокна.The way to create OK is characterized by actions performed in the following sequence, and includes:
- preparation of optical fibers for assembly,
- removal of the protective shell at the required length to the outer shell (next to the core);
- assembly of the input end of the OK using either hexagonal or regular laying;
- fastening (gluing) of the fibers at the input end of the cable and manufacturing a rigid assembly;
- installation of the fiber assembly in a rigid case having fastening elements to the AOP case, so that part of the cable extends beyond the rigid case;
- removal of the protruding part of the input end OK;
- polishing and fine-tuning the input end face OK;
- installation of a protective casing on OK;
- assembly of the output end OK,
during the preparation of optical fibers for assembly, the protective sheath is removed from each fiber of the assembly at such a length that allows the diameter to be processed in order to reduce it, and after processing to join (stick together) all the fibers together without causing stress in the connection (for example, for a fiber with an outer sheath diameter equal to 125 μm, and a core diameter of 9.5 μm, this value is 70 mm);
when assembling the fibers at the input end of the OK, they are laid in guides (square, round, or other shape) and crimped with fibers so that a dense (hexagonal) laying of fibers is formed, the first and second guides being installed at such a distance from the end of the fibers, wherein the fibers along the length of the free end do not change the stacking order, and the first guide from the fiber end is mounted on the unprotected part of the fibers (for example, for the fiber specified in claim 1, 80 mm apart from the first guide, and the second is 100 mm). It is possible to use one guide, but at the same time its length must be such as to ensure repetition of the type of laying on the free (cleaned) end of the OK;
- lower the inlet end of the cable into a chemical solution (for example, hydrofluoric or sulfuric acid) to a depth specified for this cable (for example, for a fiber of the type specified in claim 1 and their number 32 • 32, the immersion depth is 30 mm);
- maintain the lowered end of the cable in acid for a time sufficient to reduce the diameter of the peeled sheath to the desired value (for silica fiber with a diameter of the outer sheath of 125 microns, it is reduced to a diameter of 30 microns);
- remove the input end of the OK from the etching device and place it in the washing device;
- lower the washed inlet end of the OK in a neutral solution with high viscosity;
- remove the inlet end OK from the neutral liquid so that the fibers adhere to each other along the entire length of the treated part,
- install the input end of the cable into the adhesive solution so that the end of the cable touches the surface of the adhesive and, at the expense of capillary forces, ensures that the adhesive fills the free space between the fibers of the assembly along the entire length of the treated part;
- put on the inlet end of the cable after the adhesive has hardened over the entire length of the treated part of the tube (for example, glass) with a calibrated outer diameter;
- fill the free space inside the tube with glue and after hardening it, insert the tube into the rigid case so that the end part of the cable together with the tube protrude beyond the rigid case, after which the tube is rigidly connected to the input end housing OK;
- after removing the protruding part of the OK and polishing the input end face of the OK, determine the position of the center of the end face of each fiber relative to the connecting elements of the fastening of the hard case of the input end of OKKAOP;
- determine the position of the center of the end face of the reference fiber relative to the connecting elements of the fastening of the hard case of the input end of OKKAOP;
- determine the center position of the ends of all the fibers of the input end OK relative to the center of the end face of the reference fiber;
- determine the position of the center of the reference fiber relative to the center of the ends of all OK fibers by scanning with a narrow beam the end surface of the OK input end with a serial connection of the output ends of the fibers to the photodetector, the output of which is connected through an ADC to a computer, where the position of the center of the end face of each fiber of the assembly relative to the center of the end face of the reference fiber;
- all ends of the output fibers are processed and assembled into a technological assembly, the end of which is connected to a computer through a digital television camera, and after measuring the coordinates of the centers of the ends of the input fibers, the technological assembly of the output end of the OK is disassembled;
- the lowered end of the OK immediately after immersion begins to be removed from the solution at a speed that slows down according to a quadratic law;
- before laying the fibers in the guides on the cleaned surface of each fiber, apply strips of equal length with the same pitch equal to the width of the strip, a layer of material that protects the surface of the fiber from etching, which is washed off after etching, and the fiber is laid so that the etched sections of one fiber are mated with non-etched sections of the adjacent fiber.
Как показал проведенный заявителями информационный поиск, из уровня техники неизвестно устройство с перечисленной совокупностью существенных признаков, т. е. заявляемое устройство обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него тем, что в сборку входного конца ОК входят волокна, по меньшей мере, часть из которых содержит по длине волокна участок с диаметром оболочки, следующей за сердцевиной, меньше диаметра этой же оболочки волокна на остальной длине ОК, при этом соединенные (склеенные) волокна, плотно прилегая друг к другу, образуют усеченный конус, направленный своей вершиной к торцу входного конца ОК, а торцы отдельных волокон уложены либо по плоскости, либо по сфере, так что они образуют либо плоский, либо вогнутый сферический торец входного конца ОК, занимая при укладке минимальную площадь торца входного конца ОК. As shown by the information search carried out by the applicants, the prior art device with the listed set of essential features is unknown, i.e., the claimed device has novelty in comparison with the prototype, differing from it in that at least part of the assembly of the input end of the OK includes fibers of which contains along the length of the fiber a section with a sheath diameter following the core that is smaller than the diameter of the same sheath of fiber on the remaining OK length, while the connected (glued) fibers are tightly adjacent to each other form a truncated cone directed by its apex to the end face of the input end of the OK, and the ends of the individual fibers are laid either along the plane or along the sphere, so that they form either a flat or concave spherical end face of the input end of the OK, occupying the minimum area of the end of the input end when laying OK.
Также для создания ОК с регулярной укладкой волокон впервые предложено формировать входной конец ОК из волокон, но меньшей мере часть из которых, примерно половина, имеет по длине волокна участки с диаметром оболочки, следующей за сердцевиной, меньше диаметра наружной оболочки волокна на остальной длине ОК, при этом эти участки чередуются с участками с неизмененным диаметром оболочки волокна, причем длины чередующихся участков равны, а при сборке двух соседних волокон участок с неизмененным диаметром соединяется плотно с участком соседнего волокна, на котором диаметром оболочки меньше диаметра оболочки волокна на соседнем с ним участке. Следует отметить, что и в этом случае площадь, занимаемая торцами волокон, меньше, чем у прототипа, а следовательно, предлагаемое устройство во всех вариантах реализации имеет большее число каналов в диапазоне работы коммутатора, чем прототип. В ОК возможно установить либо сборку граданных волокон, либо сборку микролинз, зафиксированных жестко относительно сборки волокон, что позволяет создать МК АОП с максимальным числом полностью развязанных каналов передачи информации. It was also proposed for the first time to create an OK with regular laying of fibers to form the inlet end of the OK from fibers, but at least a half of which, along the length of the fiber, has sections with a sheath diameter following the core less than the diameter of the outer sheath of the fiber for the rest of the OK length, at the same time, these sections alternate with sections with an unchanged fiber sheath diameter, the lengths of alternating sections being equal, and when two adjacent fibers are assembled, a section with an unchanged diameter is connected tightly to a neighbor its fibers, in which cladding diameter smaller than the diameter of the fiber cladding at an adjacent site. It should be noted that in this case, the area occupied by the ends of the fibers is smaller than that of the prototype, and therefore, the proposed device in all embodiments has a larger number of channels in the range of the switch than the prototype. In OK, it is possible to install either an assembly of graded fibers, or an assembly of microlenses fixed rigidly with respect to the assembly of fibers, which makes it possible to create an AOP MC with a maximum number of completely decoupled information transmission channels.
В предлагаемом устройстве не используется дорогостоящая маска, а регулярная укладка волокон обеспечивается технологией сборки ОК. The proposed device does not use an expensive mask, and regular laying of the fibers is provided by the OK assembly technology.
В предлагаемом ОК не требуется высокая точность сборки и идеальная (на уровне 1 мкм) регулярность укладки волокон, так как в ОК дополнительно введено реперное волокно, координаты центра торца которого относительно центров входных торцов волокон и относительно присоединительных элементов крепления жесткого корпуса входного конца ОК к корпусу АОП. Способ изготовления прелагаемого ОК отличается от прототипа простотой и стоимостью, так как нет сложных и дорогостоящих операций по созданию маски и установки в нее каждого волокна. The proposed OK does not require high assembly accuracy and ideal (at a level of 1 μm) fiber laying regularity, since a reference fiber is additionally introduced into the OK, the coordinates of the center of the end face of which are relative to the centers of the input ends of the fibers and relative to the fastening elements of the rigid body of the input end of the OK to the body AOP. The method of manufacturing the proposed OK differs from the prototype in its simplicity and cost, since there are no complicated and expensive operations to create a mask and install each fiber in it.
Заявленные устройства ОК с учетом зависимых пунктов формулы позволяют создать разнообразные образцы ОК с быстродействием переключения на уровне единиц микросекунд с числом переключаемых каналов, приближающимся к 10000 каналов, что позволит наиболее полно удовлетворить разнообразные запросы средств оптоволоконной связи и телекоммуникаций. The claimed OK devices, taking into account the dependent claims, make it possible to create various OK samples with switching performance at the level of units of microseconds with the number of switched channels approaching 10,000 channels, which will most fully satisfy the various requests of fiber optic communications and telecommunications.
Как было указано, заявителям неизвестны технические решения, обладающие совокупностью перечисленных отличительных признаков и обеспечивающие получение вышеназванного результата, поэтому заявители считают, что заявляемое устройство и способ для его изготовления соответствуют каждый критериям "новизна" и "изобретательский уровень". As it was indicated, the applicants are not aware of technical solutions that have the combination of the above distinguishing features and provide the above result, therefore, the applicants believe that the claimed device and method for its manufacture meet each of the criteria of "novelty" and "inventive step".
Заявляемые устройство и способ для его изготовления может быть каждый реализован с применением соответствующих современных оборудования и технологий и могут найти широкое применение в средствах оптоволоконной связи и телекоммуникаций, поэтому соответствует критерию промышленной применимости. The inventive device and method for its manufacture can each be implemented using appropriate modern equipment and technologies and can be widely used in optical fiber communications and telecommunications, therefore, meets the criterion of industrial applicability.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001125153/28A RU2193788C1 (en) | 2001-09-14 | 2001-09-14 | Fiber-optic cable for multichannel acoustooptical switch and its manufacturing process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001125153/28A RU2193788C1 (en) | 2001-09-14 | 2001-09-14 | Fiber-optic cable for multichannel acoustooptical switch and its manufacturing process |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2193788C1 true RU2193788C1 (en) | 2002-11-27 |
Family
ID=20253136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001125153/28A RU2193788C1 (en) | 2001-09-14 | 2001-09-14 | Fiber-optic cable for multichannel acoustooptical switch and its manufacturing process |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2193788C1 (en) |
-
2001
- 2001-09-14 RU RU2001125153/28A patent/RU2193788C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5625730A (en) | Optical waveguide module having waveguide substrate made of predetermined material and ferrule made of material different from that of waveguide substrate | |
| US3994559A (en) | Bidirectional guided mode optical film-fiber coupler | |
| US3912362A (en) | Termination for fiber optic bundle | |
| EP0627641A1 (en) | Optical fiber array and a method of producing the same | |
| AU606923B2 (en) | Integrated optical component and method of manufacture | |
| US6859588B2 (en) | Optical fiber block | |
| US11460637B2 (en) | Optical connection substrates for passive fiber to waveguide coupling | |
| EP0544024B1 (en) | Method of manufacturing and testing integrated optical components | |
| US5100219A (en) | Optical fiber multiplexing/demultiplexing device for multiple-fiber ribbon of optical fibers and their fabrication method | |
| US8202010B2 (en) | Connector component for optical fiber, manufacturing method thereof and optical member | |
| US6676299B1 (en) | Device having multiple optical fibers | |
| EP1253452A2 (en) | Optical fiber array | |
| RU2193788C1 (en) | Fiber-optic cable for multichannel acoustooptical switch and its manufacturing process | |
| JPH10246838A (en) | Optical fiber array device | |
| JP3065300B2 (en) | Connection structure of optical fiber and optical waveguide device | |
| US20030156814A1 (en) | Optical fiber block having semicircular grooves and method for same | |
| US6618514B1 (en) | Passive pigtail attachment apparatus and method for planar lightwave circuits | |
| JP2006126373A (en) | Guide substrate for optical fiber of lightwave circuit module | |
| KR20020052988A (en) | Ribbon fiber and manufacturing method therefor, and optical fiber array using the same | |
| EP1098213A1 (en) | Method of making pigtail arrays | |
| KR100958446B1 (en) | Ferrule and method of manufacturing ferrule forming inner hole using optical fibers | |
| JP3298975B2 (en) | Connection structure and connection method between optical coupler and optical fiber | |
| KR100424459B1 (en) | Alignment method for optical fiber block | |
| JPH0593824A (en) | Optical connector and its manufacture | |
| KR100584115B1 (en) | Light splitter and method of manufacturing the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NF4A | Reinstatement of patent | ||
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20051108 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070915 |