RU2664787C2 - Перестраиваемое волоконно-оптическое фокусирующее устройство - Google Patents
Перестраиваемое волоконно-оптическое фокусирующее устройство Download PDFInfo
- Publication number
- RU2664787C2 RU2664787C2 RU2015133711A RU2015133711A RU2664787C2 RU 2664787 C2 RU2664787 C2 RU 2664787C2 RU 2015133711 A RU2015133711 A RU 2015133711A RU 2015133711 A RU2015133711 A RU 2015133711A RU 2664787 C2 RU2664787 C2 RU 2664787C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- optical
- fiber
- optical fiber
- focal length
- optical cable
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
Изобретение относится к устройствам для фокусировки лазерного излучения, предназначено для интегрирования в волоконно-оптические системы, где требуется оперативная подстройка фокусирующих свойств волоконных световодов. Устройство содержит последовательно расположенные и оптически связанные между собой оптический кабель и оптический блок с изменяемым фокусным расстоянием, выполненный в виде волоконного световода с ферромагнитным и защитным покрытиями, вокруг которого расположены жестко закрепленные на общем основании электромагниты, а оптическая связь волоконного световода с оптическим кабелем осуществляется либо сваркой, либо за счет того, что волоконный световод является частью оптического кабеля. Изменение фокусного расстояния устройства осуществляется за счет изменения градиента показателя преломления материала световода в результате воздействия на световод сил притяжения ферромагнитного покрытия световода электромагнитами. Технический результат заключается в обеспечении возможности уменьшения габаритов, веса устройства, потерь световой энергии, а также сокращения времени подстройки фокусного расстояния устройства. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к устройствам для фокусировки лазерного излучения, предназначено для интегрирования в волоконно-оптические системы, где требуется оперативная подстройка фокусирующих свойств волоконных световодов.
Известны перестраиваемые объективы с переменным фокусным расстоянием (Miniature zoom lens / A. Komatsu, A. Shimizu, К. Honda // U.S. patent, 2006. - US 7136232), содержащие несколько подвижных оптических компонент с положительной и отрицательной оптической силой, при изменении расстояния между которыми происходит изменение фокусного расстояния системы в целом.
Недостатком таких устройств при их использовании совместно с оптоволоконными системами являются большие потери энергии света при вводе-выводе оптического излучения в световоды.
Прототипом изобретения является устройство для фокусировки излучения волоконного лазера по патенту RU №2398665 от 22.11.2008, МПК B23K 26/073, опубл. 10.09.2010), содержащее последовательно расположенные и оптически связанные между собой оптический блок с изменяемым фокусным расстоянием и оптический кабель и обеспечивающее подстройку фокусного расстояния под изменяющееся расстояние до объекта.
Недостатками прототипа являются увеличение времени подстройки фокусного расстояния из-за инерционности механической системы, обусловленной большими габаритами и весом подвижных частей оптического блока, а также большие потери света из-за френелевских отражений на торце световода и на поверхностях линз оптического блока.
Поставлена задача уменьшить габариты, вес деталей оптического блока, а также снизить потери световой энергии.
Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве, содержащем последовательно расположенные и оптически связанные между собой оптический блок с изменяемым фокусным расстоянием и оптический кабель, согласно изобретению оптический блок выполнен в виде волоконного световода с ферромагнитным покрытием, вокруг которого расположены жестко закрепленные на общем основании электромагниты.
Кроме того, оптическая связь волоконного световода с оптическим кабелем осуществляется сваркой.
Дополнительно, световод является частью оптического кабеля.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан главный вид устройства, на фиг. 2 устройство показано в разрезе.
Устройство содержит оптический кабель 1, оптически связанный с ним световод 2 с ферромагнитным покрытием 3 и защитным покрытием 4, электромагниты 5, расположенные вокруг световода и жестко закрепленные на общем основании 6.
Принцип действия заявляемого устройства основан на изменении показателя преломления материала световода в результате воздействия на его поверхность сил притяжения ферромагнитного покрытия световода электромагнитами. При радиальном растяжении, осуществляемом заявляемым устройством, изменение показателя преломления материала световода приблизительно пропорционально квадрату радиуса. Следовательно, это изменение приведет к возникновению в световоде линзоподобной градиентной среды, то есть изменению оптической силы и соответственно фокусного расстояния оптической системы.
Устройство работает следующим образом: свет, распространяющийся в волоконном кабеле 1, проходит в световод 2, который либо приварен к оптическому кабелю, либо является его частью. В световоде 2 происходит фокусировка света с определенным периодом, определяемым параметрами световода 2. Электромагниты 5, воздействуя на ферромагнитное покрытие 3, осуществляют локальное растяжение материала световода 2 от центра вдоль радиальной координаты, в результате чего показатель преломления наружных слоев уменьшается в большей степени, чем внутренних, а именно пропорционально квадрату радиальной координаты. Таким образом, создается квадратичный профиль показателя преломления, соответствующий градиентной линзоподобной среде. Изменяя ток в электромагнитах 5, меняют силу воздействия на световод 2 и регулируют оптическую силу получающейся градиентной линзы, тем самым меняя ее фокус.
Таким образом, в оптическом блоке заявляемого устройства с изменяемым фокусным расстоянием по сравнению с прототипом отсутствуют линзы, что существенно уменьшает габариты, вес устройства и потери световой энергии. Положительный эффект при этом достигается за счет того, что устраняются потери света из-за френелевских отражений на торце световода и на поверхностях линз оптического блока. Кроме того, вследствие отсутствия механического перемещения линз, время подстройки фокусного расстояния устройства сокращается.
Claims (3)
1. Перестраиваемое волоконно-оптическое фокусирующее устройство, содержащее последовательно расположенные и оптически связанные между собой оптический блок с изменяемым фокусным расстоянием и оптический кабель, отличающееся тем, что оптический блок выполнен в виде волоконного световода с ферромагнитным покрытием, вокруг которого расположены жестко закрепленные на общем основании электромагниты.
2. Перестраиваемое волоконно-оптическое фокусирующее устройство по п. 1, отличающееся тем, что оптическая связь волоконного световода с оптическим кабелем осуществляется сваркой.
3. Перестраиваемое волоконно-оптическое фокусирующее устройство по п. 1, отличающееся тем, что волоконный световод является частью оптического кабеля.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015133711A RU2664787C2 (ru) | 2015-08-11 | 2015-08-11 | Перестраиваемое волоконно-оптическое фокусирующее устройство |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015133711A RU2664787C2 (ru) | 2015-08-11 | 2015-08-11 | Перестраиваемое волоконно-оптическое фокусирующее устройство |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015133711A RU2015133711A (ru) | 2017-02-17 |
| RU2015133711A3 RU2015133711A3 (ru) | 2018-03-28 |
| RU2664787C2 true RU2664787C2 (ru) | 2018-08-22 |
Family
ID=58454298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015133711A RU2664787C2 (ru) | 2015-08-11 | 2015-08-11 | Перестраиваемое волоконно-оптическое фокусирующее устройство |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2664787C2 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1988002869A1 (en) * | 1986-10-07 | 1988-04-21 | Amp Incorporated | Optical switch |
| JPH04333804A (ja) * | 1991-05-10 | 1992-11-20 | Fujitsu Ltd | 光ファイバと光ファイバ接続方法 |
| US6181852B1 (en) * | 1998-09-23 | 2001-01-30 | Lucent Technologies Inc. | Optical grating device with variable coating |
| US7136232B2 (en) * | 2004-02-19 | 2006-11-14 | Seiko Epson Corporation | Miniature zoom lens |
| RU2398665C1 (ru) * | 2008-12-22 | 2010-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-технический центр "Электроресурс" | Устройство для фокусировки излучения волоконного лазера |
-
2015
- 2015-08-11 RU RU2015133711A patent/RU2664787C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1988002869A1 (en) * | 1986-10-07 | 1988-04-21 | Amp Incorporated | Optical switch |
| JPH04333804A (ja) * | 1991-05-10 | 1992-11-20 | Fujitsu Ltd | 光ファイバと光ファイバ接続方法 |
| US6181852B1 (en) * | 1998-09-23 | 2001-01-30 | Lucent Technologies Inc. | Optical grating device with variable coating |
| US7136232B2 (en) * | 2004-02-19 | 2006-11-14 | Seiko Epson Corporation | Miniature zoom lens |
| RU2398665C1 (ru) * | 2008-12-22 | 2010-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-технический центр "Электроресурс" | Устройство для фокусировки излучения волоконного лазера |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2015133711A (ru) | 2017-02-17 |
| RU2015133711A3 (ru) | 2018-03-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108780189B (zh) | 用于改变激光束轮廓的光纤结构和方法 | |
| CN104136952B (zh) | 用于改变激光束的光束参数积的光学器件和方法 | |
| KR101456768B1 (ko) | 다중 클래드 섬유에 의해 상이한 비임 프로파일 특징들을 갖는 레이저 비임을 생성하기 위한 방법 및 장치 | |
| RU2711287C1 (ru) | Проекционная оптика для обработки металла с помощью лазерного излучения и содержащая ее лазерная обрабатывающая головка | |
| JP2017533004A5 (ru) | ||
| WO2005040866A3 (de) | Abbildungsoptiken mit einstellbarer brechkraft und verfahren zum einstellen einer brechkraft einer optik | |
| EA200601034A1 (ru) | Линза с переменным фокусным расстоянием и способ её изготовления | |
| ATE418745T1 (de) | Kompaktes abbildungsobjektiv mit vier einzellinsen und fokussierung mit der zweiten linse | |
| US20150009583A1 (en) | Dynamic laser beam shaping methods and systems | |
| EP3210063A1 (en) | Optical fiber assembly with beam shaping component | |
| WO2009080016A3 (de) | Verfahren zur änderung des strahldurchmessers eines laserstrahls in einer bearbeitungsebene sowie dafür ausgebildete anordnung | |
| WO2018008833A3 (ko) | 옵티칼 렌즈 어셈블리 및 이를 포함한 전자 장치 | |
| RU140705U1 (ru) | Объектив для ик-области спектра | |
| JP2017215491A5 (ru) | ||
| JPWO2016050710A5 (ru) | ||
| Blaicher et al. | 3D-printed ultra-broadband highly efficient out-of-plane coupler for photonic integrated circuits | |
| EP3239749A1 (en) | Photo coupler and method for optically coupling grin lens-attached optical fibers | |
| RU2631538C1 (ru) | Объектив для ближней ИК-области спектра | |
| RU2664787C2 (ru) | Перестраиваемое волоконно-оптическое фокусирующее устройство | |
| WO2019054887A2 (en) | METHOD FOR CREATING A MULTIPLANARY IMAGE USING VARIABLE FOCAL LENSES AND DEVICE FOR CARRYING OUT SAID METHOD | |
| WO2016194032A1 (ja) | 光学デバイス、光学デバイス製造方法 | |
| RU2654938C1 (ru) | Способ ввода некогерентного излучения в световод и устройство для его реализации | |
| Nahar et al. | Efficient free-space coupling to LMA-PCF by aberration correction | |
| TWI569912B (zh) | 雷射聚焦光學模組及雷射聚焦方法 | |
| RU2666972C1 (ru) | Способ ввода некогерентного излучения в световод и устройство для его реализации |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200812 |