RU2204855C1 - Fiber-optic cable and its manufacturing process (alternatives) - Google Patents
Fiber-optic cable and its manufacturing process (alternatives) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2204855C1 RU2204855C1 RU2002124821/28A RU2002124821A RU2204855C1 RU 2204855 C1 RU2204855 C1 RU 2204855C1 RU 2002124821/28 A RU2002124821/28 A RU 2002124821/28A RU 2002124821 A RU2002124821 A RU 2002124821A RU 2204855 C1 RU2204855 C1 RU 2204855C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fiber
- diameter
- fibers
- bundle
- cable
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к средствам многоканальной оптоволоконной связи, в частности оно может быть отнесено к устройствам коммутации многоканальной оптоволоконной связи с использованием многоканального акустооптического переключателя (МК АОП). The invention relates to multichannel fiber optic communications, in particular, it can be attributed to multichannel fiber optic switching devices using a multichannel acousto-optic switch (MK AOP).
Световой поток, излучаемый одним или несколькими световодами, переводится коммутатором на входной торец одного из световодов, образующего вместе с другими идентичными световодами выходной оптоволоконный кабель (ОК). 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 fiber optic cable (OK).
Конструктивно ОК для оптических коммутаторов может быть выполнен в виде различных сборок. Так в устройствах по патентам США 4896935, 5479541, 5434936, 5483608 использована сборка выходных волокон в кабель, в которой входные торцы одинаковых волокон расположены либо по окружности, либо по линии. Structurally, OK for optical switches can be made in the form of various assemblies. 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 in a circle or in 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 DE 10706053 А1 (кл. H 01 J 10/12) предложен ряд новых решений для конструкции ОК. The German patent DE 10706053 A1 (class H 01
Выходные волокна собраны так, что их входные торцы образуют двумерный массив, а для более точного попадания входного пучка в центральную жилу входного волокна применяется средство для автоматического управления положением пучка, содержащее секционный кольцевой фотодетектор, расположенный вокруг наружной оболочки каждого входного волокна. The output fibers are assembled so that their input ends form a two-dimensional array, and for more accurate entry of the input beam into the central core of the input fiber, means for automatically controlling the position of the beam are used, containing a sectional ring photodetector located around the outer shell of each input fiber.
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 прототипом по техническому существу является патент США 5907650 (кл. H 01 J 10/12), в котором в качестве ОК в коммутаторе используют высокоточный соединитель в виде матрицы оптических волокон, и приводится метод его создания. The closest prototype by technical essence is US patent 5907650 (class H 01 J 10/12), in which the switch uses a high-precision connector in the form of a matrix of optical fibers as an OK, and a method for creating it is given.
Матрица содержит элемент в виде маски с задней и передней поверхностями и множеством соосных отверстий в них. При этом отверстия на входной поверхности элемента больше или равны наружному диаметру волокна, а на выходной - меньше диаметра второй (светоотражающей) оболочки волока. The matrix contains an element in the form of a mask with rear and front surfaces and many coaxial holes in them. In this case, the holes on the input surface of the element are greater than or equal to the outer diameter of the fiber, and on the output - less than the diameter of the second (reflective) sheath of the wire.
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.
На входном торце кабеля расстояние между центрами волокон равно или большее размера наружного диаметра второй оболочки волокна. At the input end of the cable, the distance between the fiber centers is equal to or greater than the outer diameter of the second fiber sheath.
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 второй оболочки волокна. 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 second fiber sheath.
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. 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.
Далее производится нанесение клеящего материала на переднюю поверхность маски и удаление выступающих волокон. Next, adhesive is applied to the front surface of the mask and the protruding fibers are removed.
Затем производится шлифовка и полирование концов волокон и передней поверхности маски, на которую был нанесен клеящий материал. 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 достигается точность центрирования волокна в пространстве на уровне ±2 мкм и выше. Based on the solutions proposed in the patent, with the help of excimer laser technology, the centering accuracy of the fiber in space is achieved at a level of ± 2 microns and higher.
Расстояние между центрами волокон должно превосходить наружный диаметр волокна без защитной оболочки, а это, как указывалось ранее, снижает максимально возможное число каналов в коммутаторе. 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 is worth noting the complexity of the technology of assembling fibers into a cable, due to the need to produce a precision mask, insert each fiber into the hole on the front surface of the mask and pull it through the guide holes located on the rear 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. Известно аналогичное техническое решение (патент США 6370311 В1 от 09.04.2002), в котором предложены устройство и метод создания герметичной оптоволоконной решетки. Устройство включает, как и прототип, волокна, установленные в направляющие, перфорированные подложками. Дополнительно ведена на входе кабеля матрица из микролинз. 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. A similar technical solution is known (US patent 6370311 B1 dated 04/09/2002), in which a device and method for creating a sealed fiber optic array are proposed. The device includes, like the prototype, fibers installed in guides perforated by substrates. Additionally, a matrix of microlenses is introduced at the input of the cable.
Устройство обладает недостатками прототипа, однако применение сборки микролинз перед ОК позволяет увеличить число волокон в сборке при том же угле сканирования. The device has the disadvantages of the prototype, however, the use of the assembly of microlenses in front of the OK allows to increase the number of fibers in the assembly at the same scanning angle.
Все решения, соответствующие современному уровню техники, обладают тем недостатком, что не обеспечивают максимально возможное число каналов и не позволяют реализовать предельные возможности МК АОП и создать на его основе коммутатор с максимальным числом каналов, не ухудшая его быстродействия и пропускания, обеспечивая при этом возможность простого и, 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 the AOP MC and create on its basis a switch with the maximum number of channels, without compromising its speed and transmission, while ensuring the possibility of simple and therefore, a cheap way to mount an optical cable.
Техническим результатом изобретения по всем трем вариантам устройства 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 technical result of the invention for all three variants of the device is the creation of an OK for the MC AOP, which would have the maximum number of channels with a minimum input end area and provide, when installed in the MC AOP, the minimum attenuation when the light beam enters the fiber and the minimum cross-connections between the channels and save these parameters are unchanged in an unstable environment.
Техническим результатом предложенного способа изготовления волоконно-оптических кабелей по первому и второму вариантам является упрощение технологии изготовления и уменьшение стоимости. The technical result of the proposed method for the manufacture of fiber optic cables according to the first and second options is to simplify the manufacturing technology and reduce the cost.
Указанный технический результат в устройстве по первому варианту достигается тем, что волоконно-оптический кабель содержит оптические волокна, установленные в направляющие маски, при этом участок каждого волокна, ближайший к торцу первого конца кабеля, зачищен до светоотражающей оболочки и имеет на первой своей части форму цилиндра, диаметр которого меньше диаметра светоотражающей оболочки волокна на остальной длине волокна, а на второй части зачищенного участка имеет переходную форму, у которой диаметр светоотражающей оболочки волокна увеличивается вдоль волокна от диаметра цилиндра светоотражающей оболочки волокна на первом участке до диаметра светоотражающей оболочки волокна на остальной его части, направляющие маски установлены по длине кабеля, причем первая маска, ближайшая ко второму концу кабеля, может перемещаться по длине кабеля, а вторая и третья маски соединены с волокнами жестко, при этом маски имеют систему отверстий с одинаковым их числом, а диаметр каждого отверстия первых двух масок не меньше диаметра наружной оболочки волокна, являющейся защитной, вторая маска расположена между первой и третей масками, на расстоянии от первого торца кабеля не меньше длины зачищенного участка волокна, третья направляющая маска установлена на первом конце кабеля, оси ее отверстий параллельны осям отверстий первых двух масок, диаметр каждого отверстия и расстояния между их центрами не меньше диаметра цилиндрического волокна на зачищенном участке и ее размер вдоль волокна не больше длины первой части зачищенного участка волокна, центры отверстий масок расположены в вершинах сопряженных шестигранников (для обеспечения гексагональной упаковки волокон), или квадратов, или произвольно, при этом каждое волокно проходит через соосные отверстия первых двух масок и соответствующее им отверстие третьей маски, а торцы волокон и поверхность третьей маски, являющаяся торцом первого конца кабеля, образуют единую поверхность в виде плоскости, сферы или другой фигуры. The specified technical result in the device according to the first embodiment is achieved in that the fiber-optic cable contains optical fibers installed in the guide masks, while the portion of each fiber closest to the end of the first end of the cable is stripped to a reflective sheath and has a cylinder shape on its first part the diameter of which is smaller than the diameter of the reflective fiber sheath on the remaining length of the fiber, and in the second part of the stripped portion has a transitional shape, in which the diameter of the reflective fiber sheath increases along the fiber from the diameter of the cylinder of the reflective fiber sheath in the first section to the diameter of the reflective fiber sheath in the rest, the guide masks are installed along the length of the cable, with the first mask closest to the second end of the cable moving along the length of the cable, and the second and third the masks are rigidly connected to the fibers, while the masks have a system of holes with the same number, and the diameter of each hole of the first two masks is not less than the diameter of the outer sheath of the fiber, which is protective, the second mask is located between the first and third masks, at a distance from the first end of the cable not less than the length of the stripped portion of the fiber, the third guide mask is installed on the first end of the cable, the axis of its holes are parallel to the axes of the holes of the first two masks, the diameter of each hole and the distance between their centers are not less than the diameter of the cylindrical fiber in the stripped area and its size along the fiber is not more than the length of the first part of the stripped fiber section, the centers of the holes of the masks are located at the vertices of the conjugated hexagons kov (to ensure hexagonal packing of fibers), or squares, or arbitrarily, with each fiber passing through the coaxial holes of the first two masks and the corresponding hole of the third mask, and the ends of the fibers and the surface of the third mask, which is the end of the first end of the cable, form a single surface in the form of a plane, sphere or other figure.
Указанный технический результат в устройстве по второму варианту достигается тем, что волоконно-оптический кабель содержит оптические волокна, установленные в направляющие сборки из калиброванных трубок, при этом участок каждого волокна, ближайший к торцу первого конца кабеля, зачищен до светоотражающей оболочки и имеет на первой своей части форму цилиндра, диаметр которого меньше диаметра светоотражающей оболочки волокна на остальной его части, а на второй части участка имеет переходную форму, у которой диаметр светоотражающей оболочки волокна увеличивается от диаметра цилиндра светоотражающей оболочки волокна на первом участке до диаметра светоотражающей оболочки волокна на остальной его части, при этом сборки из калиброванных трубок расположены вдоль кабеля, причем первая сборка, ближайшая ко второму концу кабеля, может перемещаться по длине кабеля, а вторая и третья сборки соединены с кабелем жестко, при этом каждая сборка имеет одинаковое число трубок, а внутренний диаметр каждой трубки первых двух сборок не меньше диаметра наружной оболочки волокна, являющейся защитной, вторая сборка расположена между первой и третей сборками, на расстоянии от первого торца кабеля не меньше длины зачищенного участка волокна, третья направляющая маска установлена на первом конце кабеля, оси ее отверстий параллельны осям отверстий первой и второй сборок, диаметр каждого отверстия и расстояния между их центрами не меньше диаметра цилиндрического волокна зачищенного участка и ее размер вдоль волокна не больше длины первой части зачищенного участка волокна, а центры отверстий трубок в сборках расположены в вершинах сопряженных шестиугольников (для обеспечения гексагональной упаковки волокон) или квадратов, или произвольно, при этом каждое волокно проходит через соосные отверстия трубок первых двух сборок и соответствующее им отверстие третьей сборки, а торцы волокон и поверхность третьей сборки, являющаяся торцом первого конца кабеля, образуют единую поверхность в виде плоскости, сферы или иной фигуры. The specified technical result in the device according to the second embodiment is achieved by the fact that the fiber-optic cable contains optical fibers installed in the guide assemblies of calibrated tubes, while the portion of each fiber closest to the end of the first end of the cable is stripped to the reflective sheath and has on its first part of the shape of a cylinder, the diameter of which is less than the diameter of the reflective sheath of the fiber in the rest of it, and in the second part of the section has a transitional shape, in which the diameter of the reflective shell fiber fiber increases from the diameter of the cylinder of the reflective fiber sheath in the first section to the diameter of the reflective fiber sheath in the rest of it, while the assemblies of calibrated tubes are located along the cable, with the first assembly closest to the second end of the cable moving along the length of the cable, and the second and the third assembly is rigidly connected to the cable, each assembly having the same number of tubes, and the inner diameter of each tube of the first two assemblies is not less than the diameter of the outer fiber sheath, which is protective, the second assembly is located between the first and third assemblies, at a distance from the first end of the cable is not less than the length of the stripped fiber section, the third guide mask is installed on the first end of the cable, the axes of its holes are parallel to the axes of the holes of the first and second assemblies, the diameter of each hole and the distance between their centers is not less than the diameter of the cylindrical fiber of the stripped section and its size along the fiber is not greater than the length of the first part of the stripped section of fiber, and the centers of the holes of the tubes in the assemblies are located in tires of conjugated hexagons (to ensure hexagonal packing of fibers) or squares, or randomly, with each fiber passing through the coaxial holes of the tubes of the first two assemblies and the corresponding hole of the third assembly, and the ends of the fibers and the surface of the third assembly, which is the end of the first end of the cable, a single surface in the form of a plane, sphere or other shape.
Указанный технический результат в устройстве по третьему варианту достигается тем, что волоконно-оптический кабель содержит два отдельных жгута, первый из которых представляет собой сборку световодов в виде оптических волокон или оптических нитей, которые уложены регулярно или нерегулярно, а на торце первого конца первого жгута центры световодов уложены в вершинах сопряженных шестигранников, или квадратов, или произвольно, а расстояние между их центрами не больше того же расстояния на втором торце первого жгута, при этом у второго жгута на его первом конце световоды уложены так же, как на втором конце первого жгута, при этом первый конец первого жгута является входным концом кабеля, а световоды первого жгута на его втором конце оптически связаны и соосны со световодами на первом торце второго жгута. The specified technical result in the device according to the third embodiment is achieved by the fact that the fiber-optic cable contains two separate bundles, the first of which is an assembly of optical fibers in the form of optical fibers or optical fibers that are laid regularly or irregularly, and at the end of the first end of the first bundle optical fibers are laid at the vertices of conjugated hexagons, or squares, or arbitrarily, and the distance between their centers is not greater than the same distance at the second end of the first bundle, while the second bundle and at its first end, the fibers are laid in the same way as at the second end of the first bundle, while the first end of the first bundle is the input end of the cable, and the fibers of the first bundle at its second end are optically coupled and aligned with the fibers at the first end of the second bundle.
Указанный технический результат способа изготовления волоконно-оптического кабеля (ВОК) по первому или второму вариантам достигается тем, что способ включает изготовление трех направляющих в виде масок с системой отверстий или сборок из калиброванных трубок, зачистку волокон до светоотражающей оболочки на длине, равной длине первого и второго участков, установку волокон в первую и вторую направляющие, склеивание волокон со второй направляющей, погружение волокон в растворитель материала светоотражающей оболочки на глубину первого участка, удержание волокон в растворителе определенное время для формирования цилиндрической поверхности волокон с заранее заданным диаметром светоотражающей оболочки и дальнейшее погружение волокон на глубину всего зачищенного участка волокна со скоростью, обеспечивающей удаление материала светоотражающей оболочки волокна по длине второго участка с образованием перехода от цилиндрической части волокна первого участка до цилиндрического волокна на необработанной (незачищенной) части волокон кабеля, удаление волокон из раствора, промывку их в нейтральной жидкости, установку волокон в третью направляющую, склеивание их, обрезку и полировку торца первого конца кабеля. The specified technical result of the method of manufacturing fiber optic cable (FOC) according to the first or second options is achieved by the fact that the method includes the manufacture of three guides in the form of masks with a system of holes or assemblies of calibrated tubes, stripping the fibers to a reflective sheath at a length equal to the length of the first and the second sections, installing the fibers in the first and second guides, gluing the fibers from the second guide, immersing the fibers in the solvent of the material of the reflective sheath to a depth of the first shaking, retaining the fibers in the solvent for a certain time to form a cylindrical surface of the fibers with a predetermined diameter of the reflective sheath and further immersing the fibers to the depth of the entire stripped fiber section at a speed that removes the material of the reflective fiber sheath along the length of the second section with the formation of the transition from the cylindrical portion of the first fiber section to a cylindrical fiber on the untreated (uncleaned) part of the cable fibers, removing fibers from the solution, etc. washing them in a neutral liquid, installing the fibers in the third guide, gluing them, cutting and polishing the end of the first end of the cable.
Частным техническим решением способа изготовления первого и второго варианта ВОК является то, что после сборки входного конца кабеля первую направляющую перемещают ко второму концу кабеля до момента упорядочивания волокон и производят нумерацию волокон второго конца кабеля в соответствии с нумерацией волокон первого конца кабеля, а после выполнения указанных выше операций первая направляющая удаляется. A particular technical solution to the method of manufacturing the first and second VOK versions is that after assembling the input end of the cable, the first guide is moved to the second end of the cable until the fibers are ordered and the fibers of the second end of the cable are numbered in accordance with the numbering of the fibers of the first end of the cable, and after these above operations, the first guide is removed.
В частных случаях выполнения ВОК по первому варианту
- диаметр внутренней световедущей жилы волокна do, расстояние между осями отверстий третьей маски D1, угол сканирования устройства, установленного перед первым концом кабеля á1, апертура пучка на торце первого конца кабеля á2 и максимальное число волокон N, уложенных в кабель, связаны соотношением N≤á1•d0/á2•D1.
- между осями (центрами) отверстий третьей маски D1 угол сканирования устройства, установленного перед первым концом кабеля á1, апертура пучка на торце первого конца кабеля á2, наружный диаметр микролинзы, устанавливаемой перед каждым волокном кабеля D2 и максимальное число волокон N, уложенных в кабель, связаны соотношением N≤á1•D2/á2•D1.
В частных случаях выполнения ВОК по второму варианту
- у третьей сборки первые концы трубок, которые образуют торцевую поверхность на первом конце кабеля, имеют внутренний диаметр не меньше диаметра цилиндрической части первого участка волокна, а вторые концы имеют внутренний диаметр не меньше диаметра светоотражающей оболочки волокна, причем расстояние между центрами отверстий первых концов трубок меньше того же расстояния между центрами отверстий вторых концов трубок, а длина направляющей сборки больше длины цилиндрической части волокон;
- диаметр световедущей жилы волокна d0, наружный диаметр трубок на торце первого конца кабеля D1 1, угол сканирования устройства, устанавливаемого перед первым концом кабеля á1, апертура пучка на торце первого конца кабеля á2 и максимальное число волокон N, уложенных в кабель, связаны соотношением N≤á1•d0/á2•D
- наружный диаметр трубок на торце первого конца кабеля D1 1, угол сканирования устройства, устанавливаемого потребителем перед первым концом кабеля á1, апертура пучка на торце первого конца кабеля á2, наружный диаметр микролинзы, устанавливаемой перед каждым волокном кабеля, D2 и максимальное число волокон N, уложенных в кабель, связаны соотношением N≤á1•D2/á2•D
В частных случаях выполнения ВОК по третьему варианту
- световоды первого жгута имеют диаметр светоотражающей оболочки меньше размера аналогичной оболочки второго жгута;
- диаметр световедущей жилы световодов первого жгута меньше диаметра световедущей жилы световодов второго жгута;
- числовая апертура световодов первого жгута не больше числовой апертуры световодов второго жгута;
- световоды первого жгута жестко соединены между собой по длине жгута и имеют изменяющиеся по длине жгута диаметр световедущей жилы и диаметр светоотражающей оболочки волокна;
- диаметр световедущей жилы волокон и диаметр светоотражающей оболочки волокна изменяются по длине жгута взаимозависимо;
- диаметр внутренней световедущей жилы волокна и диаметр светоотражающей оболочки волокна увеличиваются по линейному закону от первого конца жгута к его второму концу;
- диаметр внутренней световедущей жилы волокна и диаметр светоотражающей оболочки волокна увеличиваются по нелинейному от первого конца первого жгута к его второму концу;
- длина жгута такова, что диаметр внутренней световедущей жилы волокна и диаметр светоотражающей оболочки волокна на втором торце первого жгута равны соответственно диаметру световедущей жилы волокна и диаметру светоотражающей оболочки волокна на первом торце второго жгута, а диаметр световедущей жилы волокна d0, диаметр светоотражающей оболочки волокна на входном торце первого жгута B1, угол сканирования устройства, устанавливаемого перед первым концом кабеля á1, апертура пучка на торце первого конца кабеля á2, максимальное число волокон жгута N связаны соотношением N≤á1•d0/á2•B1;
- диаметр световедущей жилы волокон или кварцевых нитей первого жгута больше 0,3 мкм, а диаметр световедущей жилы волокон или кварцевых нитей второго жгута меньше 1 мм;
- торец первого и второго жгутов оптически связаны без зазора между световодами, при этом соединяющиеся торцы жгутов выполнены в виде сборок, в которых световоды жестко зафиксированы между собой, а сборки имеют присоединительные элементы, позволяющие установить световоды первого жгута соосно световодам второго жгута;
- торец первого и второго жгутов оптически связаны с зазором между световодами, размер которого не превосходит величину отношения диаметра световедущей жилы волокон второго жгута и числовой апертуры волокон первого жгута;
- между жгутами установлен оптический блок, проецирующий торец каждого волокна на втором конце первого жгута на соответствующий ему торец волокна на входном конце второго жгута;
- между жгутами установлены две сборки микролинз, причем в фокусе каждой микролинзы установлен торец соответствующего световода первого или второго жгута, а плоскости, на которых установлены микролинзы, параллельны между собой и перпендикулярны осям микролинз и световодов обоих жгутов, а расстояние между осями микролинз равно межосевому расстоянию световодов;
- микролинзы выполнены в виде линз Френеля или граданов;
- в качестве световодов первого жгута используются оптические волокна или кварцевые нити с диаметром световедущей жилы не меньше 4 мкм и волокна с диаметром второй оболочки не меньше 30 мкм, а у световодов второго жгута соответственно 10 мкм и 125 мкм;
- в качестве световодов первого жгута используются волокна или кварцевые нити с диаметром световедущей жилы не меньше 4 мкм и волокна с диаметром второй оболочки не меньше 30 мкм, а у световодов второго жгута соответственно для диаметра световедущей жилы больше 50 мкм, но не больше 65 мкм и волокна с диаметра светоотражающей оболочки - 125 мкм;
- волокна оптически связанных торцов первого и второго жгутов имеют стыковочный элемент в виде оптического разъема;
- диаметр светоотражающей оболочки волокна на входном торце первого жгута B1, угол сканирования устройства, устанавливаемого перед первым концом первого жгута á1, апертура пучка на торце первого конца первого жгута á2, наружный диаметр микролинзы D3 и максимальное число волокон N, уложенных в первый жгут, связаны соотношением N≤á1•D3/á2•B1;
Сущность изобретения поясняется чертежами.In particular cases of the implementation of the EQA according to the first option
- the diameter of the inner light guide of the fiber core do, the distance between the axes of the holes of the third mask D 1 , the scanning angle of the device installed in front of the first end of the cable á 1 , the beam aperture at the end of the first end of the cable á 2 and the maximum number of fibers N laid in the cable are related by the ratio N≤á 1 • d 0 / á 2 • D 1 .
- between the axes (centers) of the holes of the third mask D 1, the scanning angle of the device installed in front of the first end of the cable á 1 , the aperture of the beam at the end of the first end of the cable á 2 , the outer diameter of the microlens installed in front of each fiber of the cable D 2 and the maximum number of fibers N, laid in the cable are connected by the ratio N≤á 1 • D 2 / á 2 • D 1 .
In particular cases of the performance of the EQA according to the second option
- in the third assembly, the first ends of the tubes, which form the end surface at the first end of the cable, have an inner diameter of not less than the diameter of the cylindrical part of the first fiber section, and the second ends have an inner diameter of not less than the diameter of the reflective fiber sheath, and the distance between the centers of the holes of the first ends of the tubes less than the same distance between the centers of the holes of the second ends of the tubes, and the length of the guide assembly is greater than the length of the cylindrical part of the fibers;
- the diameter of the light guide fiber core d 0 , the outer diameter of the tubes at the end of the first end of the cable D 1 1 , the scan angle of the device installed in front of the first end of the cable á 1 , the aperture of the beam at the end of the first end of the cable á 2 and the maximum number of fibers N laid in the cable are related by the relation N≤á 1 • d 0 / á 2 • D
- the outer diameter of the tubes at the end of the first end of the cable D 1 1 , the scan angle of the device installed by the consumer in front of the first end of the cable á 1 , the aperture of the beam at the end of the first end of the cable á 2 , the outer diameter of the microlens installed in front of each fiber of the cable, D 2 and the maximum the number of fibers N laid in the cable are related by the ratio N≤á 1 • D 2 / á 2 • D
In particular cases of EQA implementation according to the third option
- the fibers of the first bundle have a diameter of the reflective sheath less than the size of a similar sheath of the second bundle;
- the diameter of the light guide core of the optical fibers of the first bundle is less than the diameter of the light guide core of the optical fibers of the second bundle;
- the numerical aperture of the optical fibers of the first bundle is not greater than the numerical aperture of the optical fibers of the second bundle;
- the optical fibers of the first bundle are rigidly interconnected along the length of the bundle and have a diameter of the light guide core and a diameter of the reflective sheath of the fiber varying along the length of the bundle;
- the diameter of the light guide core of the fibers and the diameter of the reflective sheath of the fiber vary along the length of the bundle interdependently;
- the diameter of the inner light guide fiber core and the diameter of the reflective fiber sheath increase linearly from the first end of the bundle to its second end;
- the diameter of the inner light guide fiber core and the diameter of the reflective fiber sheath increase nonlinearly from the first end of the first bundle to its second end;
- the length of the bundle is such that the diameter of the inner light guide fiber core and the diameter of the reflective fiber sheath at the second end of the first bundle are equal to the diameter of the light guide fiber and the diameter of the reflective fiber sheath at the first end of the second bundle, and the diameter of the light guide fiber d 0 , the diameter of the reflective fiber sheath at the input end of the first tow B 1, the angle of the scan unit installed in front of the first cable end á 1, beam aperture at the end of the first cable end á 2, the maximum number in N curl harness are related N≤á 1 • d 0 / á 2 • B 1;
- the diameter of the light guide core of fibers or quartz filaments of the first bundle is more than 0.3 μm, and the diameter of the light guide core of fibers or quartz filaments of the second bundle is less than 1 mm;
- the end face of the first and second bundles are optically coupled without a gap between the optical fibers, while the connecting ends of the bundles are made in the form of assemblies in which the optical fibers are rigidly fixed to each other, and the assemblies have connecting elements that allow the optical fibers of the first bundle to be aligned with the optical fibers of the second bundle;
- the end face of the first and second bundles are optically connected with a gap between the fibers, the size of which does not exceed the ratio of the diameter of the light guide core of the fibers of the second bundle and the numerical aperture of the fibers of the first bundle;
- an optical unit is installed between the bundles, projecting the end of each fiber at the second end of the first bundle onto the corresponding end of the fiber at the input end of the second bundle;
- two assemblies of microlenses are installed between the bundles, with the end face of the corresponding fiber of the first or second bundle being installed at the focus of each microlens, and the planes on which the microlenses are installed are parallel to each other and perpendicular to the axes of the microlenses and the optical fibers of both bundles, and the distance between the microlens axes is equal to the center distance optical fibers;
- microlenses are made in the form of Fresnel lenses or gradans;
- optical fibers or quartz filaments with a diameter of the light guide conductor of at least 4 μm and fibers with a diameter of the second sheath of at least 30 μm are used as the optical fibers of the first bundle, and 10 μm and 125 μm, respectively, for the optical fibers of the second bundle;
- fibers or quartz filaments with a diameter of the light guide conductor of at least 4 μm and fibers with a diameter of the second sheath of at least 30 μm are used as optical fibers of the first bundle, and for optical fibers of the second bundle, respectively, for the diameter of the light guide conductor more than 50 μm, but not more than 65 μm and fiber with a diameter of the reflective sheath - 125 microns;
- the fibers of the optically connected ends of the first and second bundles have a docking element in the form of an optical connector;
- the diameter of the reflective fiber sheath at the input end of the first bundle B 1 , the scanning angle of the device installed in front of the first end of the first bundle á 1 , the aperture of the beam at the end of the first end of the first bundle á 2 , the outer diameter of the microlens D 3 and the maximum number of fibers N laid in the first tow, connected by the ratio N≤á 1 • D 3 / á 2 • B 1 ;
The invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 представлено волокно для ВОК по первому и второму вариантам, где
1,2 - первая и вторая части зачищенного участка волокна,
1 - первая часть зачищенного участка волокна, имеющего форму цилиндра,
2 - вторая часть зачищенного участка волокна, имеющего переходную форму, например, в виде усеченного конуса,
3 - диаметр цилиндра первой части зачищенного участка волокна,
4 - наружный диаметр светоотражающей оболочки волокна,
5 - диаметр наружной оболочки волокна, являющейся защитной.In FIG. 1 shows the fiber for the wok according to the first and second options, where
1,2 - the first and second parts of the stripped portion of the fiber,
1 - the first part of the stripped portion of the fiber having the shape of a cylinder,
2 - the second part of the stripped portion of the fiber having a transitional shape, for example, in the form of a truncated cone,
3 - cylinder diameter of the first part of the stripped portion of the fiber,
4 - the outer diameter of the reflective sheath of the fiber,
5 - diameter of the outer sheath of the fiber, which is protective.
На фиг.2 представлен ВОК по первому варианту, где
6 - диаметр отверстий в третьей направляющей маске,
7 - диаметр отверстий в первой и второй третьей направляющих масках,
8 - диаметр световедущей жилы,
9 - третья направляющая маска,
10 - клеящее вещество,
11 - корпусной элемент первого конца кабеля,
12 - вторая направляющая маска,
13 - волокно на незачищенном участке,
14 - световедущая жила,
15 - апертура входного пучка,
16 - сборка входного конца кабеля,
17 - кабель,
18 - первая направляющая маска.Figure 2 presents the wok according to the first embodiment, where
6 - the diameter of the holes in the third guide mask,
7 - the diameter of the holes in the first and second third guide masks,
8 is the diameter of the light guide core,
9 - the third guide mask,
10 - adhesive,
11 - housing element of the first end of the cable,
12 - the second guide mask
13 - fiber in an uncleaned area,
14 - light guide vein,
15 - aperture of the input beam,
16 - assembly of the input end of the cable,
17 - cable
18 - the first guide mask.
На фиг.3 представлен ВОК по второму варианту, где
19 - первый конец кабеля с третьей направляющей в виде сборки из калиброванных трубок,
20 - волокна кабеля,
21 - вторая направляющая маска в виде сборки из калиброванных трубок,
22 - калиброванная трубка третьей направляющей маски,
23 - волокно в первой оболочке, являющейся защитной,
24 - первая оболочка волокна,
3 - наружный диаметр светоотражающей оболочки волокна на входном торце кабеля,
25 - внутренний диаметр калиброванной трубки на входном торце кабеля,
26 - наружный диаметр калиброванной трубки на входном торце кабеля,
5 - диаметр наружной оболочки волокна.Figure 3 presents the wok according to the second embodiment, where
19 - the first end of the cable with a third guide in the form of an assembly of calibrated tubes,
20 - fiber cable
21 is a second guide mask in the form of an assembly of calibrated tubes,
22 - calibrated tube of the third guide mask,
23 - fiber in the first sheath, which is protective,
24 - the first sheath of the fiber,
3 - the outer diameter of the reflective sheath of the fiber at the input end of the cable,
25 - the inner diameter of the calibrated tube at the input end of the cable,
26 - the outer diameter of the calibrated tube at the input end of the cable,
5 - diameter of the outer sheath of the fiber.
На фиг.4 изображен ВОК по третьему варианта, где
27 - первый жгут,
28 - световоды первого жгута,
29 - оптические оси световодов первого жгута,
30 - второй жгут,
31 - оптические оси световодов второго жгута,
32 - световоды второго жгута,
33 - диаметр оптического волокна или оптической (кварцевой) нити на первом торце первого жгута,
34 - расстояние между осями оптического волокна или оптической нити на первом торце первого жгута,
35 - диаметр оптического волокна или оптической нити на первом торце второго жгута,
36 - расстояние между осями оптического волокна или оптической нити на первом торце второго жгута.Figure 4 shows the wok according to the third embodiment, where
27 - the first harness,
28 - fibers of the first bundle,
29 - optical axis of the optical fibers of the first bundle,
30 - the second harness,
31 - optical axis of the optical fibers of the second bundle,
32 - fibers of the second bundle,
33 - the diameter of the optical fiber or optical (quartz) filament at the first end of the first bundle,
34 - the distance between the axes of the optical fiber or optical fiber at the first end of the first bundle,
35 - the diameter of the optical fiber or optical fiber at the first end of the second bundle,
36 is the distance between the axes of the optical fiber or optical filament at the first end of the second bundle.
ВОК по первому варианту содержит на первом конце кабеля 16 оптические волокна 13, концы которых зачищены от наружной оболочки 5, до светоотражающей оболочки 4. Первый участок у зачищенных волокон 1, ближайший к торцу первого конца кабеля, имеет форму цилиндра с диаметром 3, меньше этого же диаметра волокон 4 на остальной части кабеля. Второй участок 2, следующий за первым, имеет переходную форму, например, усеченного конуса, обращенного вершиной к торцу первого конца кабеля. Направляющие маски 9, 12, 18 установлены по длине кабеля, причем первая маска 18, ближайшая ко второму концу кабеля 17, может перемещаться по длине кабеля. Вторая 12 и третья маски 9 соединены с кабелем жестко. Каждая маска имеет систему с одинаковым числом отверстий, а диаметр каждого отверстия 7 первых двух масок 12, 18 больше или равен диаметру наружной оболочки волокна 5. У третьей направляющей маски 9, установленной на первом конце кабеля 16, оси отверстий параллельны осям отверстий первых двух масок, диаметр каждого отверстия 6 и расстояния между их центрами не меньше диаметра волокна на первой части зачищенного участка волокна 3 и ее длина не больше длины первой части зачищенного участка волокна, а центры отверстий масок расположены в вершинах шестигранника, или квадрата, или произвольно. Волокна установлены в масках так, что каждое волокно проходит через соосные отверстия первых двух масок и соответствующее им отверстие третьей маски. Все волокна установлены в третью маску так, что торцы волокон и поверхность третьей маски, являющаяся торцом первого конца кабеля, образуют единую поверхность в виде плоскости, сферы или другой фигуры. The wok according to the first embodiment contains at the first end of the
Устройство по первому варианту работает следующим образом. Сфокусированный пучок с апертурой 15 наводится МК АОП на входной торец так, чтобы диаметр входного пучка на торце кабеля равнялся диаметру световедущей жилы волокна 8, ось пучка была бы перпендикулярна торцу световедущей жилы, а апертура пучка 15 была бы меньше или равна числовой апертуры волокна 14. Далее пучок по световедущей жиле передается на выход кабеля. Приводится зависимость максимально возможного числа волокон в кабеле при заданных параметрах схемы ВОК. При установке перед торцом первого конца кабеля сборки микролинз их диаметр аналогично определяет максимально возможное число волокон в кабеле при заданных параметрах схемы ВОК. Наличие на торце первого конца кабеля маски с уменьшенным расстоянием между центрами волокон и их соответствующих ей волокон позволяет в устройстве использовать максимальное число волокон при заданном размере входного торца кабеля. А применение волокон с цилиндрической светоотражающей оболочкой на первом конце кабеля и маски с цилиндрическими отверстиями под волокно позволяет создать устройство, у которого оси волокон на входном торце параллельны друг другу и перпендикулярны входной поверхности торца кабеля. The device according to the first embodiment works as follows. A focused beam with aperture 15 is directed by the AOP MC to the input end so that the diameter of the input beam at the end of the cable is equal to the diameter of the light guide core of fiber 8, the axis of the beam is perpendicular to the end of the light guide core, and the aperture of beam 15 would be less than or equal to the numerical aperture of
ВОК по второму варианту содержит на первом конце оптические волокна 20, концы которых зачищены от первой оболочки 24, являющейся защитной, а первый участок у зачищенных волокон, ближайший к торцу первого конца кабеля, имеет форму цилиндра с диаметром 3 меньше этого же диаметра волокна на остальной части кабеля. Второй участок, следующий за первым, имеет форму усеченного конуса, обращенного вершиной к торцу первого конца кабеля. Три сборки из калиброванных стеклянных трубок расположены вдоль кабеля. Первая сборка, ближайшая ко второму концу кабеля, может перемещаться по длине кабеля, а вторая 21 и третья сборки 19 соединены с кабелем жестко, при этом каждая сборка имеет одинаковое число трубок. Внутренний диаметр у каждой трубки первых двух сборок не меньше диаметра первой оболочки волокна 5, а у третьей сборки 19, установленной на первом конце кабеля, оси отверстий параллельны осям отверстий первой и второй сборок, диаметр каждого отверстия 25 и расстояния между их центрами не меньше диаметра цилиндрического участка волокна 3, а центры отверстий трубок в сборках расположены в вершинах шестиугольника, или квадрата, или произвольно, при этом волокна соединены со сборками так, что каждое волокно проходит через соосные отверстия трубок первых двух сборок и соответствующее им отверстие третьей сборки, а все волокна установлены в третью сборку так, что торцы волокон и поверхность третьей сборки, являющаяся торцом первого конца кабеля, образуют единую поверхность в виде плоскости, сферы или иной формы. The wok according to the second embodiment contains
ВОК по второму варианту работает аналогично устройству по первому варианту. The wok in the second embodiment works similarly to the device in the first embodiment.
ВОК по третьему варианту содержит два жгута 27 и 30. Первый жгут 27 представляет собой сборку световодов 28 в виде волокон или кварцевых нитей с наружным диаметром 33, которые уложены регулярно или не регулярно. На торце первого конца первого жгута центры световодов уложены либо в вершинах сопряженных шестиугольников или квадратов, либо произвольно так, что расстояние между их центрами 34 не больше того же расстояния 36 на втором торце первого жгута и первом торце второго жгута. Первый конец первого жгута является входным концом кабеля, а второй конец первого жгута оптически связан с первым концом второго жгута так, что световоды первого жгута на его втором конце соосны со световодами на первом торце второго жгута. The wok according to the third embodiment contains two
У второго жгута 30 на его первом конце световоды 32 с диаметром 35 уложены так же, как на втором конце первого жгута, и имеют одинаковое расстояние между осями 29 и 31, а на втором конце волокна не соединены друг с другом. At the
Первый и второй жгуты оптически соединены друг с другом без зазора или через оптические элементы типа объектива или сборок микролинз (не показаны). The first and second bundles are optically coupled to each other without a gap or through optical elements such as a lens or microlens assemblies (not shown).
Предложенные варианты ВОК и их модификации, изложенные в зависимых пунктах формулы изобретния, позволяют наиболее полно решить задачу увеличения числа каналов в кабеле при ограниченном угле сканирования МК АОП. В предложенных модификациях устройства максимально учтены потребности оптоволоконных линий связи в оптических МК, построенных на базе АОД. The proposed EQA options and their modifications, set forth in the dependent claims, allow us to most fully solve the problem of increasing the number of channels in the cable with a limited scanning angle of the AOP MC. In the proposed modifications of the device, the needs of fiber-optic communication lines in optical MCs built on the basis of AOD are maximally taken into account.
Способ изготовления ВОК по первым двум вариантам устройства включает изготовление направляющих масок с отверстиями или сборок из калиброванных трубок, зачистку волокон от защитной оболочки на длине, равной длине первой и второй частей участка, примыкающего к первому торцу волокон, установку волокон в первую и вторую направляющие, склеивание волокна со второй направляющей, погружение волокон в растворитель материала второй оболочки на глубину первой части участка и дальнейшее погружение волокон на глубину всего зачищенного участка волокна с равномерной скоростью, обеспечивающей удаление материала второй оболочки волокна на конус по длине второй части участка, удаление волокон из раствора, промывку их в нейтральной жидкости, установку волокон в третью направляющую, заливку кабеля клеем в третьей направляющей, обрезку и полировку торца первого конца кабеля. A method of manufacturing a wok according to the first two variants of the device includes the manufacture of guide masks with holes or assemblies from calibrated tubes, stripping the fibers from the protective sheath at a length equal to the length of the first and second parts of the section adjacent to the first end of the fibers, installing the fibers in the first and second guides, gluing the fibers from the second guide, immersing the fibers in the solvent of the material of the second shell to the depth of the first part of the section and further immersing the fibers to the depth of the entire stripped section in windows with a uniform speed, providing removal of the material of the second fiber sheath on a cone along the length of the second part of the section, removal of fibers from the solution, washing them in a neutral liquid, installing fibers in the third guide, filling the cable with glue in the third guide, trimming and polishing the end of the first end of the cable .
В частном случае после сборки входного конца кабеля первую направляющую перемещают ко второму концу кабеля до момента упорядочивания волокон и производят нумерацию волокон второго конца кабеля в соответствии с нумерацией волокон первого конца кабеля и удаляют ее с кабеля. In the particular case, after assembling the input end of the cable, the first guide is moved to the second end of the cable until the fibers are ordered and the fibers of the second end of the cable are numbered in accordance with the numbering of the fibers of the first end of the cable and removed from the cable.
При изготовлении ВОК по третьему варианту волокна с помощью направляющих укладывают регулярно с гексагональной либо с квадратной укладкой торцов волокон в жесткие сборки, осуществляют стыковку второго торца сборки первого жгута с первым торцом сборки второго жгута, при этом направляющую матрицу для первого торца сборки второго жгута изготавливают с помощью фотолитографии или высокоточной лазерной обработки материала, для чего вплотную ко второму торцу первого жгута устанавливают пластину с фоторезистивным слоем на поверхности, обращенной ко второму торцу первого жгута, освещают первый торец первого жгута и создают на поверхности пластины позитивное изображение второго торца первого жгута, далее, в случае использования фотолитографии, удаляют фоторезистивный слой с засвеченных участков, помещая пластину в проявитель, а затем удаляют материал пластины в местах, где отсутствует фоторезистивный слой электрохимическим или иным способом, а в случае использования высокоточной лазерной обработки материала полученное позитивное изображение обрабатывают, например, оптическим сканером и образуют файл с компьютерным изображением второго торца первого жгута, который используют при лазерной обработке материала пластины в местах, где отсутствует фоторезистивный слой. Возможно применение при изготовлении цифровой фотокамеры, для этого вплотную к торцу второго конца первого жгута устанавливают цифровую фотокамеру на расстоянии, равном фокусному расстоянию микролинз, обращенных ко второму торцу первого жгута или цифровую фотокамеру устанавливают за объективом в месте резкого изображения торца второго конца первого жгута на фотоприемнике фотокамеры. In the manufacture of FOCs according to the third embodiment, the fibers with the help of guides are laid regularly with hexagonal or square laying of fiber ends in rigid assemblies, the second assembly end of the first bundle is joined to the first assembly end of the second bundle, while the guide matrix for the first assembly end of the second bundle is made with using photolithography or high-precision laser processing of the material, for which a plate with a photoresistive layer is mounted on the surface close to the second end of the first bundle When connected to the second end of the first bundle, the first end of the first bundle is illuminated and a positive image of the second end of the first bundle is created on the surface of the plate, then, in the case of photolithography, the photoresistive layer is removed from the illuminated areas, placing the plate in the developer, and then the plate material is removed in places where there is no photoresistive layer by an electrochemical or other method, and in the case of using high-precision laser processing of the material, the resulting positive image is processed, for example, opt cal scanner and form a computer image file from the second end of the first tow, which is used for laser processing of the plate material at locations where no photoresist layer. It is possible to use it in the manufacture of a digital camera, for this purpose a digital camera is installed close to the end of the second end of the first bundle at a distance equal to the focal length of microlenses facing the second end of the first bundle or a digital camera is installed behind the lens in place of a sharp image of the end of the second end of the first bundle on the photodetector cameras.
При изготовлении первого жгута в виде жесткой сборки волокна первого жгута по всей длине укладывают в жесткую сборку, нагревают ее, производят вытяжку волокон либо с равномерной, либо с неравномерной скоростью, удерживая жгут за один из его торцов, охлаждение жгута, обрезку его торцов и их обработку, причем место обрезки каждого из торцов выбирают с учетом получения торцов с нужным соотношением диаметров внутренней световедущей жилы и второй оболочки волока;
Как показал проведенный заявителями информационный поиск, из уровня техники не известно устройство с перечисленной совокупностью существенных признаков, т. е. заявляемое устройство обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него тем, что в сборку первого конца ВОК входят волокна, по меньшей мере часть из которых содержит по длине волокна участок с диаметром светоотражающей оболочки меньше диаметра этой же оболочки волокна на остальной длине ВОК, при этом на указанном выше участке на одной из его частей волокна образуют усеченный конус, направленный своей вершиной к торцу первого конца ВОК, а на другой его части, ближайшей к торцу первого конца ВОК, волокна уложены так, что их оси перпендикулярны к поверхности торца первого конца ВОК, образуя своими торцами плоскость или часть сферы, или иную поверхность, занимая при укладке минимальную площадь торца первого конца ВОК.In the manufacture of the first bundle in the form of a rigid assembly, the fibers of the first bundle along the entire length are laid in a rigid assembly, heated, the fibers are drawn at either uniform or uneven speed, holding the bundle at one of its ends, cooling the bundle, cutting its ends and their processing, and the place of trimming of each of the ends is chosen taking into account the receipt of the ends with the desired ratio of the diameters of the inner light guide core and the second sheath of the die;
As shown by the applicants information search, the prior art does not know a device with the listed set of essential features, 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 first wok is fiber of which contains along the length of the fiber a section with a diameter of a retroreflective sheath less than the diameter of the same fiber sheath on the remaining length of the wok, while in the above section on one of its parts the fibers form a mustache the cone directed by its apex to the end face of the first end of the wok, and on the other part closest to the end of the first end of the wok, the fibers are laid so that their axes are perpendicular to the surface of the end of the first end of the wok, forming with their ends a plane or part of a sphere, or another surface, occupying when laying the minimum area of the end face of the first end of the wok.
Впервые предложено формировать входной конец ВОК из волокон, введенных в калиброванные трубки, которые образуют направляющие сборки. Две направляющие сборки имеют на входе и выходе трубок одинаковые диаметры. При этом вторая сборка жестко связана с волокнами кабеля, а другая имеет возможность двигаться вдоль кабеля. Третья матрица образована калиброванными трубками, которые имеют разные диаметры на входе и выходе. Для этого уложенные плотно трубки нагревают и вытягивают за один конец так, что образуется направляющая, имеющая три участка. Первый участок имеет параллельное расположение трубок, которые имеют внутренний и внешний диаметры не меньше диаметра светоотражающей оболочки волокон кабеля на первой части зачищенного участка, второй - наклонное, а третий - снова параллельное, но внутренний диаметр трубок больше диаметров трубок на входе кабеля и не меньше диаметра светоотражающей оболочки волокон на остальной длине кабеля. В устройстве предложена взаимосвязь между параметрами световедущей оболочки, направляющей матрицы, углом сканирования и параметрами входного пучка, при которой реализуется кабель с максимальным числом волокон. При использовании на входе ВОК сборки микролинз предложено их световой диаметр и параметры третьей направляющей матрицы выбирать с учетом допустимого числа волокон. For the first time, it was proposed to form the input end of the wok from fibers introduced into calibrated tubes that form guide assemblies. Two guide assemblies have the same diameters at the inlet and outlet of the tubes. In this case, the second assembly is rigidly connected with the cable fibers, and the other has the ability to move along the cable. The third matrix is formed by calibrated tubes, which have different diameters at the input and output. To do this, tightly laid tubes are heated and pulled at one end so that a guide is formed having three sections. The first section has a parallel arrangement of tubes that have an inner and outer diameters not less than the diameter of the reflective sheath of the cable fibers on the first part of the stripped section, the second is inclined, and the third is again parallel, but the inner diameter of the tubes is greater than the diameters of the tubes at the cable inlet and not less than the diameter reflective sheath of fibers on the remaining cable length. The device proposes a relationship between the parameters of the light guide sheath, the matrix guide, the scanning angle, and the parameters of the input beam, at which a cable with the maximum number of fibers is realized. When using the assembly of microlenses at the input of the wok, it is suggested that their light diameter and the parameters of the third guide matrix be selected taking into account the permissible number of fibers.
В третьем варианте устройства предложен ВОК, состоящий из двух оптически связанных жгутов. При этом связь между жгутами может осуществляться при прямом соосном контакте волокон первого и второго жгутов либо через согласующие оптические элементы: граданы, микролинзы, объектив. Первый жгут может быть изготовлен жестким, в виде сборки регулярно либо нерегулярно уложенных волокон. Диаметры световедущей жилы и отражающей оболочки могут быть при этом неизменными по длине первого жгута либо увеличиваться от входного конца кабеля линейно либо не линейно. In a third embodiment of the device, a wok is proposed consisting of two optically coupled bundles. In this case, the connection between the bundles can be carried out with direct coaxial contact of the fibers of the first and second bundles or through matching optical elements: gradan, microlenses, lens. The first bundle can be made rigid, in the form of an assembly of regularly or irregularly laid fibers. The diameters of the light guide conductor and the reflective sheath may be constant along the length of the first bundle or increase linearly or non-linearly from the input end of the cable.
Способ изготовления прелагаемого ВОК отличается от известного уровня техники простотой и стоимостью, так как нет сложных и дорогостоящих операций по созданию направляющих масок. The method of manufacturing the proposed wok differs from the prior art in simplicity and cost, since there are no complicated and expensive operations to create guide masks.
Предложенные ВОК с учетом зависимых пунктов формулы позволяют создать разнообразные образцы ВОК 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 proposed EQA, taking into account the dependent claims, makes it possible to create a variety of EQA 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.
ВОК и способ его изготовления с учетом предложенных вариантов могут быть реализованы с применением современного оборудования и технологий и могут найти широкое применение в средствах оптоволоконной связи и телекоммуникаций. FOCA and its manufacturing method, taking into account the proposed options, can be implemented using modern equipment and technologies and can be widely used in fiber optic communications and telecommunications.
Claims (23)
3. Волоконно-оптический кабель по п. 1, отличающийся тем, расстояние между осями отверстий третьей маски D1, угол сканирования устройства, установленного перед первым концом кабеля á1, апертура пучка на торце первого конца кабеля á2, наружный диаметр микролинзы, устанавливаемой перед каждым волокном кабеля, D2 и максимальное число волокон N, уложенных в кабель, связаны соотношением N≤á1•D2/á2•D1.
4. Волоконно-оптический кабель, содержащий оптические волокна, установленные в направляющие сборки из калиброванных трубок, при этом участок каждого волокна, ближайший к торцу первого конца кабеля, зачищен до светоотражающей оболочки и имеет на первой своей части форму цилиндра, диаметр которого меньше диаметра светоотражающей оболочки волокна на остальной его части, а на второй части участка имеет переходную форму, у которой диаметр светоотражающей оболочки волокна увеличивается от диаметра цилиндра светоотражающей оболочки волокна на первой части до диаметра светоотражающей оболочки волокна на остальной его части, при этом сборки из калиброванных трубок расположены вдоль кабеля, причем первая сборка, ближайшая ко второму концу кабеля, выполнена с возможностью перемещения вдоль волокон, а вторая и третья сборки соединены с кабелем жестко, при этом каждая сборка имеет одинаковое число трубок, внутренний диаметр каждой трубки первой и второй сборок не меньше диаметра наружной оболочки волокна, являющейся защитной, вторая сборка расположена между первой и третьей сборками на расстоянии от первого торца кабеля не меньше длины зачищенного участка волокна, третья направляющая сборка установлена на первом конце кабеля, центры отверстий трубок в сборках расположены в вершинах сопряженных шестиугольников или квадратов или произвольно, при этом каждое волокно проходит через соосные отверстия трубок первой и второй сборок и соответствующее им отверстие третьей сборки, а первые торцы волокон и поверхность третьей сборки, являющаяся торцом первого конца кабеля, образуют единую поверхность в виде плоскости, или сферы, или иной формы.2. The fiber optic cable according to claim 1, characterized in that the diameter of the inner light guide fiber core d 0 , the distance between the axes of the holes of the third mask D 1 , the scanning angle of the device installed in front of the first end of the cable á 1 , the beam aperture at the end of the first end cable á 2 and the maximum number of fibers N laid in the cable are connected by the ratio N≤á 1 • d 0 / á 2 • D 1 .
3. The fiber optic cable according to claim 1, characterized in that the distance between the axes of the holes of the third mask D 1 , the scanning angle of the device installed in front of the first end of the cable á 1 , the aperture of the beam at the end of the first end of the cable á 2 , the outer diameter of the microlens installed before each fiber of the cable, D 2 and the maximum number of fibers N laid in the cable are connected by the ratio N≤á 1 • D 2 / á 2 • D 1 .
4. A fiber-optic cable containing optical fibers installed in guiding assemblies of calibrated tubes, wherein the portion of each fiber closest to the end of the first end of the cable is stripped to the reflective sheath and has on its first part a cylinder shape whose diameter is smaller than the diameter of the reflective the fiber sheath in the rest of it, and in the second part of the section has a transitional shape, in which the diameter of the reflective fiber sheath increases from the diameter of the cylinder of the reflective fiber sheath and the first part is up to the diameter of the reflective fiber sheath on the rest of it, while the assemblies of calibrated tubes are located along the cable, the first assembly closest to the second end of the cable being movable along the fibers, and the second and third assemblies are rigidly connected to the cable, each assembly has the same number of tubes, the inner diameter of each tube of the first and second assemblies is not less than the diameter of the outer sheath of the fiber, which is protective, the second assembly is located between the first and third at a distance from the first end of the cable is not less than the length of the stripped portion of the fiber, the third guide assembly is installed at the first end of the cable, the centers of the holes of the tubes in the assemblies are located at the vertices of conjugated hexagons or squares or arbitrarily, with each fiber passing through the coaxial holes of the tubes of the first and second assemblies and the corresponding hole of the third assembly, and the first ends of the fibers and the surface of the third assembly, which is the end of the first end of the cable, form a single surface in the form of a plane, or sphere, or some other form.
8. Волоконно-оптический кабель по любому из пп. 4-6, отличающийся тем, что наружный диаметр трубок на торце первого конца кабеля D1 1, угол сканирования устройства, устанавливаемого потребителем перед первым концом кабеля á1, апертура пучка на торце первого конца кабеля á2, наружный диаметр микролинзы, устанавливаемой перед каждым волокном кабеля, D2 и максимальное число волокон N, уложенных в кабель, связаны соотношением N≤á1•D2/á2•D
9. Волоконно-оптический кабель, содержащий два отдельных жгута, первый из которых представляет собой сборку световодов в виде оптических волокон или оптических нитей, которые уложены регулярно или нерегулярно, а на торце первого конца первого жгута центры световодов уложены либо в вершинах сопряженных шестиугольников или квадратов или произвольно так, что расстояние между их центрами не больше того же расстояния на втором торце первого жгута, а у второго жгута на его первом конце световоды уложены так же, как на втором конце первого жгута, при этом первый конец первого жгута является входным концом кабеля, а второй конец первого жгута оптически связан с первым концом второго жгута так, что световоды первого жгута на его втором конце соосны со световодами на первом торце второго жгута.7. Fiber optic cable according to any one of paragraphs. 4-6, characterized in that the diameter of the inner light guide fiber core d 0 , the outer diameter of the tubes at the end of the first end of the cable D 1 1 , the scan angle of the device installed in front of the first end of the cable á 1 , the aperture of the beam at the end of the first end of the cable á 2 and the maximum number of fibers N laid in a cable are connected by the ratio N≤á 1 • d 0 / á 2 • D
8. Fiber optic cable according to any one of paragraphs. 4-6, characterized in that the outer diameter of the tubes at the end of the first end of the cable D 1 1 , the scanning angle of the device installed by the consumer in front of the first end of the cable á 1 , the aperture of the beam at the end of the first end of the cable á 2 , the outer diameter of the microlens installed in front of each cable fiber, D 2 and the maximum number of fibers N laid in the cable are related by the ratio N≤á 1 • D 2 / á 2 • D
9. Fiber optic cable containing two separate bundles, the first of which is an assembly of optical fibers in the form of optical fibers or optical fibers, which are laid regularly or irregularly, and at the end of the first end of the first bundle, the fiber centers are laid either at the vertices of conjugated hexagons or squares or arbitrarily so that the distance between their centers is not greater than the same distance at the second end of the first bundle, and at the second bundle at its first end, the optical fibers are laid in the same way as at the second end of the first bundle wherein the first end of the first bundle is the input end of the cable, and the second end of the first bundle is optically connected to the first end of the second bundle so that the fibers of the first bundle at its second end are aligned with the fibers at the first end of the second bundle.
18. Волоконно-оптический кабель по п. 17, отличающийся тем, что диаметр внутренней световедущей жилы волокон или диаметр кварцевых нитей первого жгута больше 0,3 мкм, а диаметр внутренней световедущей жилы волокон или диаметр кварцевых нитей второго жгута меньше 1 мм.17. Fiber optic cable according to any one of paragraphs. 14-16, characterized in that the length of the bundle is selected such that the diameter of the inner light guide fiber core and the diameter of the second fiber sheath at the second end of the first bundle are equal to the diameter of the inner light guide fiber core and the diameter of the second fiber sheath at the first end of the second bundle, and the diameter of the inner light-guiding fiber core d 0, the second shell diameter fiber at the input end of the first tow B 1, the angle of scan device mounted to the first end of the cable á 1, beam aperture at the end of the first end of the cable á 2, the maximum number N tow related by N≤á 1 • d 0 / á 2 • B 1.
18. The fiber optic cable according to claim 17, characterized in that the diameter of the inner light guide core of fibers or the diameter of the quartz filaments of the first bundle is greater than 0.3 μm, and the diameter of the inner light guide core of fibers or the diameter of the quartz threads of the second bundle is less than 1 mm.
28. Способ изготовления волоконно-оптического кабеля, включающий изготовление трех направляющих в виде масок с системой отверстий или сборок из стеклянных трубок, зачистку каждого волокна от первой защитной оболочки на длине, равной длине первой и второй частей участка, расположенного у первого торца волокна, установку волокон в первую и вторую направляющие, склеивание волокон со второй направляющей, погружение волокон в растворитель материала второй оболочки, являющейся светоотражающей, на глубину первой части зачищенного участка и дальнейшее погружение волокон на глубину всего зачищенного участка волокна с равномерной скоростью, обеспечивающей удаление материала второй оболочки волокна на конус по длине второго участка, удаление волокон из раствора, промывку их в нейтральной жидкости, установку волокон в третью направляющую, заливку кабеля клеем, полировку торца первого конца кабеля.27. The fiber optic cable according to claim 22, characterized in that the diameter of the second fiber sheath at the input end of the first bundle B 1 , the scanning angle of the device installed in front of the first end of the first bundle á 1 , the aperture of the beam at the end of the first end of the first bundle á 2 , the outer diameter of the microlens D 3 and the maximum number of fibers N laid in the first bundle are connected by the ratio N≤á 1 • D 3 / á 2 • B 1 .
28. A method of manufacturing a fiber optic cable, including the manufacture of three guides in the form of masks with a system of holes or assemblies of glass tubes, stripping each fiber from the first protective sheath at a length equal to the length of the first and second parts of the section located at the first end of the fiber, installation fibers in the first and second guides, gluing the fibers from the second guide, immersing the fibers in the solvent of the material of the second shell, which is reflective, to the depth of the first part of the cleaned area and yes further immersion of the fibers to the depth of the entire stripped fiber section at a uniform speed, ensuring removal of the material of the second fiber sheath on the cone along the length of the second section, removal of the fibers from the solution, washing them in a neutral liquid, installing the fibers in the third guide, filling the cable with glue, polishing the end of the first cable end.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002124821/28A RU2204855C1 (en) | 2002-09-19 | 2002-09-19 | Fiber-optic cable and its manufacturing process (alternatives) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002124821/28A RU2204855C1 (en) | 2002-09-19 | 2002-09-19 | Fiber-optic cable and its manufacturing process (alternatives) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2204855C1 true RU2204855C1 (en) | 2003-05-20 |
Family
ID=20255887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002124821/28A RU2204855C1 (en) | 2002-09-19 | 2002-09-19 | Fiber-optic cable and its manufacturing process (alternatives) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2204855C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2608635C2 (en) * | 2012-03-08 | 2017-01-23 | Везерфорд Текнолоджи Холдингз, ЛЛК | Optical converter with integrated pass element |
| RU2658512C1 (en) * | 2017-04-04 | 2018-06-21 | Федеральное государственное унитарное предприятие "ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОПТИКО-ФИЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ" (ФГУП "ВНИИОФИ") | Reference installation of laser radiation power unit and optical fiber guide therefor |
-
2002
- 2002-09-19 RU RU2002124821/28A patent/RU2204855C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2608635C2 (en) * | 2012-03-08 | 2017-01-23 | Везерфорд Текнолоджи Холдингз, ЛЛК | Optical converter with integrated pass element |
| RU2658512C1 (en) * | 2017-04-04 | 2018-06-21 | Федеральное государственное унитарное предприятие "ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОПТИКО-ФИЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ" (ФГУП "ВНИИОФИ") | Reference installation of laser radiation power unit and optical fiber guide therefor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101782669B (en) | Optical communication system and arrangement converter | |
| EP2150847B1 (en) | Microsplitter module for optical connectivity | |
| US7391954B1 (en) | Attenuated optical splitter module | |
| GB2301197A (en) | In line two pass fibre optic rotary joint | |
| US20050175306A1 (en) | Waveguides with integrated lenses and reflective surfaces | |
| US5408556A (en) | 1 X N splitter for single-mode fibers and method of construction | |
| US3912364A (en) | Mixer for optical waveguide bundle | |
| US5970192A (en) | Method of aligning optical waveguide device | |
| WO2008150429A1 (en) | Direct-connect optical splitter module | |
| JPWO2005114278A1 (en) | Refractive index distribution type optical member, refractive index distribution type optical member manufacturing method, optical module, and optical module manufacturing method | |
| JP2010286661A (en) | Fiber array and optical connector including the same | |
| JP2001154122A (en) | Device and method for optical signal transmission using movable optical switching member | |
| US5408551A (en) | Optical coupling device | |
| WO2014112801A1 (en) | Bundled optical fiber probe | |
| US5996376A (en) | Methods of forming optical rods including three-dimensional patterns on end faces thereof | |
| CN113341502A (en) | Multi-core fiber coupler based on three-dimensional waveguide and preparation method | |
| US6200502B1 (en) | Process for the production of optical components with coupled optical waveguides and optical components produced by said method | |
| RU2204855C1 (en) | Fiber-optic cable and its manufacturing process (alternatives) | |
| CN1867850A (en) | Apparatus and method for transitioning fiber optic cables | |
| Wlodawski et al. | A new generation of ultra-dense optical I/O for silicon photonics | |
| CN113050223A (en) | Polymer waveguide connector, manufacturing method thereof and connector set | |
| JP2001033636A (en) | Optical fiber, optical fiber cable and optical transmitting-receiving module | |
| WO2018136552A1 (en) | Methods for coupling optical fibers to optical chips with high yield and low-loss | |
| CN110908040B (en) | Multi-core optical fiber multiplexing and demultiplexing device and method based on reflector | |
| JP2005250183A (en) | Microlens, microlens array and optical apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20050413 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070920 |