18154

Подготовка световодных систем к контролю

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Лекция 21. Подготовка световодных систем к контролю. Контроль геометрических параметров. В световодных системах необходимо контролировать следующие параметры: геометрические параметры: средний диаметр оболочки и сердцевины световода; некоаксиальность...

Русский

2013-07-06

187.22 KB

5 чел.

Лекция 21.

Подготовка световодных систем к контролю.

Контроль геометрических параметров.

В световодных системах необходимо контролировать следующие параметры:

  1.  геометрические параметры:
  2.  средний диаметр оболочки и сердцевины световода;
  3.  некоаксиальность;
  4.  длину, в том числе и расстояние до места повреждения световода.
  5.  оптические параметры:
  6.  показатель преломления сердцевины и покрытия;
  7.  относительную разницу показателей преломления

   (21.1)

  1.  числовую апертуру световода NA,
  2.  профиль показателя преломления .
  3.  параметры затухания излучения:
  4.  коэффициенты поглощения, рассеяния, затухания;
  5.  показатель потерь, который характеризует ослабление излучения, обусловленное выходом части излучения через оболочку.
  6.  параметры широкополосности:
  7.  модовую дисперсию;
  8.  хроматическую дисперсию;
  9.  волноводную дисперсию;
  10.  полосу пропускания световодов.

Вспомогательные  технические приемы и средства

При  контроле параметров световодов, ввод излучения в световоды может производиться:

  1.  через торцы очищенных от защитных оболочек световодов;
  2.  с помощью оптических разъемов.

При использовании первого варианта вблизи торцов необходимо удалить защитные оболочки световодов. Для этого используются следующие методы:

  1.  обжигание (предпочтительно);
  2.  механическая очистка;
  3.  химическое травление.

Торцы светодоводов должны быть перпендикулярны по отношению к оптической оси. Эта перпендикулярность обеспечивается тремя методами:

  1.  неуправляемое обламывание  на оправке (рис.21.1);

Рис.21.1. Обеспечение перпендикулярности торца методом

неуправляемого обламывания на оправке

  1.  управляемое обламывание (со специальным инструментом);
  2.  механическая обработка.

Возбуждение контролируемого световода

В многомодовых световодах на начальном участке световода наблюдается процесс интенсивного вытекания мод высокого порядка.

Для предотвращения вытекания мод применяют режим равновесного распределения мод (РРМ).

Режим РРМ достигается при использовании следующий способов:

  1.  облучение светодиода 70% пучками (рис.21.2);

Рис.21.2. К рассмотрению получения режима РРМ

облучением светодиода

Диаметр освещающего пучка составляет 70% от диаметра серцевины световода.

Апертура  освещающего пучка составляет 70% от апертуры световода

  1.  применение спиральных фильтров;
  2.  применение ступенчатых фильтров, представляющих собой структуры, показанные на рисунке 21.3. 

Рис.21.3. К рассмотрению получения режима РРМ применением ступенчатых фильтров

Иммерсирование

При любых способах возбуждения светодиода, как правило, применяют иммерсирование входного торца  световода.

Иммерсирование преследует 2 цели:

  1.  удаление оболочечных мод из световода;
  2.  исключение влияния микродефектов торцов на результаты измерения.

Измерение геометрических параметров  

Отклонение этих параметров от номинала увеличивает потери в разъёмных соединениях.

Гостированные геометрические размеры световодов следующие:

  1.  диаметр:
  2.  для одномодовых    5-7/50-60;
  3.  для многомодовых световодов 80/125 – 250/375.
  4.  допуск на:
  5.  диаметр сердцевины составляет 6%;
  6.  диаметр оболочки 4%;
  7.  неконцентричность 6%;
  8.  эллиптичность 6%.

В лабораторных условиях для измерения геометрических размеров  применяют иммерсионные методы. Схема стенда для измерения диаметра световодов показана на рис.21.4.

Рис.21.4. Схема стенда для измерения диаметра световодов.

Постепенно меняя температуру иммерсионной среды до момента исчезновения границы раздела «иммерсионная среда - покрытие», «покрытие - сердцевина».??

В заводских условиях контроль диаметра световода производят на установке с применением оптического рычага (рис.21.5).

Рис.21.5. Установка с применением оптического рычага

для контроля диаметра световода

Для измерения продольных геометрических параметров используют два метода:

  1.  намотка световода на барабан известного диаметра (погрешность более 2%);
  2.  метод обратного релеевского рассеяния, который основан на механизме обратного рассеяния в материале световода за счет флуктуаций показателя преломления на расстоянии меньше длины волны излучения. Для этой цели разработаны рефрактометры  (погрешность 0,1-0,2%).

Измерение оптических параметров

Для контроля профиля показателя преломления применяют  иммерсионный метод (точность 0,0001).

Для измерения числовой апертуры световода применяют три метода:

  1.  метод ближней зоны или метод 3-х колец (рис.21.6.)

Рис.21.6. Схема установки, построенной по методу ближней зоны:

1 – источник излучения; 2 – светорассеивающий диск, 3 – контролируемый световод; 4 – проекционный объектив; 5 – экран.

В ходе измерения меняют расстояние до момента, пока числовая апертура осветителя не станет равной числовой апертуре световода:

    (21.2)

При выполнении этого равенства на выходном торце световода появляется три ярких кольца, которые проецируются на экран. Природа возникновения этих колец поясняется рисунком 21.7.

Рис.21.7. К определению числовой апертуры методом ближней зоны

Числовая апертура определяется согласно соотношению:

      (21.3)

  1.  метод дальней зоны (рис.21.8)

Рис.21.8. Схема установки, построенной по методу дальней зоны.

Тангенс апертурного угла определяется исходя из соотношения:

     (21.4)

где

r – расстояние от центра индикатрисы, при котором освещенность составляет 5% от максимума.

  1.  метод калиброванного зазора.

Данный метод подразумевает измерение зависимости потерь на калиброванном зазоре между торцами эталонного и контролируемого световодов в зависимости от длинны волны (рис.21.9).

Рис.21.9. Структурная схема установки, построенной по методу калиброванного зазора:

1 – источник излучения; 2 – монохроматор; 3 – система ввода излучения;

4 – эталонный световод; 5 – муфта с калиброванным зазором;

6 – контролируемый световод; 7 – измеритель мощности

Мощность оптического излучения на выходе эталонного световода измеряется для двух значений длин волн. Затем подсоединяется второй световод и на его выходе проводят такие же измерения.

Потери оцениваются при подключении контролируемого световода в установку. В зависимости от величины потерь оценивается несоответствие апертур эталонного и контролируемого световодов.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

57379. Складання прикладів на віднімання з прикладів на додавання. Складання й розв’язання прикладів за малюнками. Написання цифр 28.5 KB
  Мета: вдосконалювати вміння учнів складати приклади на віднімання та додавання користуючись протилежними діями; вправляти учнів у складанні прикладів за малюнками; формувати графічні навички...
57380. Складання таблиць додавання та віднімання числа 3. Задачі на збільшення та зменшення числа на кілька одиниц 31.5 KB
  Мета: розкрити принцип укладання таблиць додавання й віднімання числа 3; вдосконалювати навички усної лічби; розвивати вміння розв’язувати задачі на збільшення та зменшення числа на кілька одиниць...
57381. Вправи та задачі на засвоєння таблиць додавання й віднімання числа 3. Розв’язання задач на знаходження суми. Вимірювання довжини відрізка 29.5 KB
  Мета: вправляти учнів у розв’язанні прикладів й задач використовуючи таблиці додавання й віднімання числа 3; вдосконалювати навички усної лічби; продовжити роботу над формуванням в учнів уміння креслити вимірювати відрізки; розвивати логічне мислення.
57382. Складання задачі, яка містить поняття стільки ж. Задачі на знаходження остачі. Вправи на задачі на засвоєння таблиць додавання й віднімання числа 3 31.5 KB
  Мета: закріплювати знання учнями таблиць додавання й віднімання 3; формувати вміння розв’язувати задачі на знаходження остачі й задачі що містять у собі поняття стільки ж; вдосконалювати навички усної лічби...
57384. Задачі на знаходження суми й остачі. Вправи на засвоєння таблиць додавання й віднімання. Вимірювання довжини сторін многокутника. Побудова чотирикутника за зразком 28 KB
  Обладнання: предметні малюнки таблиці для усної лічби геометричні фігури. Робота з індивідуальними картками Повторення знань про геометричні фігури: вчитель показує фігуру учні її називають.
57386. Вправи на засвоєння таблиць додавання й віднімання числа 5. Розв’язання задач і прикладів 29 KB
  І в нашій казці гостям мухи спочатку потрібно пройти через випробування а вже потім потрапити на бал. А цей гість Мухи-Цокотухи Незнайко не може віднайти будиночок де живе хазяйка. А найвищий будинок це житло Мухи-Цокотухи. До Мухи поспішає Колобок.