Волоконно-оптический преобразователь

(5)5. 0 01 О 5/2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ ТЕНИЯ в, М.Я.МешА. Юдин. Бутеифер8) ликоб рита нии 26, опубпик. ство 1 0 О-ОПТИЧЕСКИИ ПРЕО(54) ВОЛОКОН РАЗОВАТЕЛ Ь (57) Изобретени ной технике и м преобразовани (ускорения, дав магнитного поля го сигнала. Цель динамического е относится к измеритель- ожет быть использовано для я измеряемого параметра ления, вибрации. электро- и т,д,) в изменение оптическоизобретения - расширение диапазона волоконно-сптиЮГlЮРРРпзйост(71) Специализированбюро с опытным произлофизики АН УЗССР(56) Авторское свидетелИ;. 2174805 А, кл, 612.11,86,ное конструкторское водством Отдела тепческого преобра суммарных поте Цель достигаетс осных поперечн оболочке участка держит корпус 1, закреплен волок его выходного то новленный в кор ремещения или плоскости выхо Внутренняя пов корпуса снабжен выступами 4 и 5. лен поилегающи сток волоконного материала высту выходном участк ноосные попереч личивает угловую пучка света, Это диапазон преобр зователя путем снижения рь оптического сигнала. я путем создания одноых деформаций в жиле и световода, Устройство сов нижней стенке которого онный световод 2 вблизи рца, и отражатель 3, устапусе 1 с возможностью педеформации параллельно дного торца световода, ерхность нижней стенки а двумя прямоугольными ме)кду которыми установй к выходному торцу учасветоводэ. За счет выбора пов 4 и 5 и ик размеров в е световода создаю 1 ся одные деформации, что уверасходимость выходного расширяет динамический азователя, 1 ил,(3) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам, предназ наченным для преобразования измеряемого параметра (ускорение, давление, вибрация, электрическое и магнитное поле и т.д,) в изменение оптического сигнала.Цель изобретения - расширение динамического диапазона волоконно-оптического преобразователя путем снижения суммарных потерь оптического сигнала за счет создания одноосн ых поперечных деформаций в жиле и оболочке участка световода.На чертеже представлена схема волоконно-оптического преобразователяПреобразователь содержит корпус 1, волоконный световод 2, отражатель 3 и выступы 4 и 5. Волоконный световод (ВС) 2 закреплен в нижней стенке корпуса 1 преобразователя и одноосно сжат перпендикулярно оси чувствительности непосредственно вблизи выходного торца ВС между выступами 4 и 5, Выступы 4 и 5 жестко закреплены в нижней стенке корпуса, имеют прямоугольную форму, высоту Л1 мм и ширину Ь больше диаметра световода О. Выполнение условия Ьг обеспечивает сжатие участка ВС вдоль его диаметра, что является необходимым для создания одноосных поперечных деформаций в жиле и оболочке световода, Выступы 4 и 5 выполнены из материала с модулем упругости, большим чем у материала оболочки световода, для обеспечения эффективной деформации материала ВС.Расстояние х между выступами удовлетворяет условиюО(1 Емдкс ) Х - б, (1) Где емдкс максимальная деформация, не приводящая к разрушению ВС,Указанное условие соответствует деформации (помещенного между выступами) участка ВС, не приводящей к его разрушению, Отражатель 3 расположен в корпусе 1 параллельно плоскости выходного торца световода 2 на некотором расстоянии Ь от него и способен перемещаться или деформироваться параллельно плоскости выходного торца ВС под действием измеряемого параметра.Преобразователь работает следующим образом.Выходящее из выходного торца свето- вода 2 излучение представляет собой конус с угловой расходимостью а, определяемой выражением а =П 1 - П 2 (2) где п 1 и п 2 - показатели преломления жилы и оболочки световода. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Этот пучок излучения распространяется до отражателя и некоторая его часть 1 вводится обратно в световод.При этом доля излучения 1, возвращаемая после отражения обратно в световод, определяется соотношением КТ1=о ( Км+ 4 Ь 19 а 4 Ьгдпг 2 ) где 1 О - интенсивность света, выходящего из торца ВС;Кор - коэффициент отражения от границы раздела выходной торец - воздух;К - коэффициент отражения отражателя;г - радиус жилы световода;Ь - расстояние от выходного торца ВС до отражателя;а- угловая расходимость вытекающего выходного торца ВС пуска света.Согласно (3), при изменении расстояния Ь между выходным торцом световода 2 и отражателем 3, которое происходит вследствие перемещения отражателя 3 в корпусе 1 преобразователя под действием измеряемого параметра, изменяется доляизлучения, вводимая после отраженья обратчо в световод, Таким образом, внешнее воздей ствие приводит к модуляции света в преобразователе,Увеличение угловой расходимости и выходящего иэ ВС пучка излучечия приводит к увеличению чувствительности преобразователя, Для увеличения угловой расходимости а используется эффект влияния одноосных поперечных деформац й световода на параметр а,Экспериментально установлено, что зто механизм эффективен при длине сде. формированного участка Л 11 мм. Кроме того, наблюДается незначительное ( - нескольких процентов) высвечивание опти. ческого излучения непосредственно на протяжении сдеформированно о участка, Этот эффект происходит, в частности, из-за изменения профиля показателя преломления в световоде и частичного нарушения явления полного внутреннего отражения на границе жила - оболочка г:зи одноосных поперечных деформациях ВС. Одноосные поперечные деформации созда тся в предлагаемом преобразователе при сжатии участка ВС, непосредственно прилегающего к его выходному торцу между выступами 4 и 5,Увеличение угловой р."сходимости а при одноосных поперечных деформациях свето- вода происходит со значительно ме ьшими1626090 Составитель Н.ВарламовРедактор А.Коэориз Техред М,Моргентал Корректор Т, Палий Заказ 271 Тираж 330 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 потерями излучения, чем при его деформациях путем изгиба, Это позволяет при использовании вместо изгибных деформаций одноосных поперечных деформаций увеличить динамический диапазон преобразова теля. Формула изобретенияВолоконно-оптический преобразователь, содержащий корпус, в нижней стенке 10 которого закреплен участок волоконного световода у его выходного торца, и отражатель, установленный в корпусе над нижней стенкой параллельно плоскости нижней стенки с возможностью перемещения в вер тикальном направлении, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения динамического диапазона преобразователя, крепление в нижней стенке корпуса участка волоконного световода у его выходного тор ца выполнено посредством соединения с нижней стенкой корпуса двух прямоугольных выступов, между внутренними боковыми гранями которых установлен участок волоконного световода у его торцового конца, причем длина закрепленного между прямоугольными выступами участка волоконного световода равна высоте боковых граней прямоугольных выступов и составляет не менее одного миллиметра, ширина боковых граней прямоугольных выступов превышает диаметр волоконного световода и прямоугольные выступы выполнены из материала, модуль упругости которого не меньше модуля упругости материала оболочки световода, .в расстояние х между внутренними боковыми гранями прямоугольных выступов удовлетворяет условиюО(1-ецакс)хд,где емвкс - максимальная деформация, не приводящая к разрушению волоконного световода;б - диаметр волоконного световода,