Способ контроля качества поверхности торцов световодов в процессе обработки

(56) Радиотехника,с.89. Капранов 982, т.37, В 2, КАЧЕСТВА ПОВЕРХДОВ В ПРОЦЕССЕ КОНТРОЛЯСВЕТОВ 54) СПОСОСТИ ТОРБРАБОТ чения жение зо дирующего и й поверхнос умента сущес етовой энер аем, когда обрабатывае луи об от непрозрач 1 вающего инст чени раба но с ижает потери с авнению со слу происходит от световода. 5 и ажени а излуетоводазлучеза счет энергии ветово ри функциональреализации рукция эле тролирующе схемы,в разли ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕтеНИЯМ и отНРЬГИЯмпРИ гкнт сссР й АВТОРСКОМУ СВИДЕ 0 КИ(57) Изобретение касается оптическихсредств контроля поверхностей в процессе их обработки, Целью изобретенияявляется повышение точности контроляза счет использования в качестве информационных параметров интенсивностии степени поляризации отраженного отповерхности обрабатывающего инструмента излучения на выходе сердечникасветовода и интенсивности отраженноИзобретение относится к оптическим средствам контроля поверхностей в процессе их обработки и может быть использовано в процессе армирования оптических колебаний кабелей связи, световодов для передачи изображения, а также при обработке деталей, матеал которых. прозрачен для зондирующего излучения.Целью изобретения является повышение точности контроля за счет использования в качестве информационных параметров интенсивности и степени поляризации отраженного от поверхносго излучения в оболочке световода иза счет уменьшения потерь световойэнергии при отражении, Лазерное зондирующее излучение вводят в контролируемый световод со стороны необрабатываемого торца. Контроль осуществляется в процессе обработки. Отраженноеот поверхности обрабатывающего инструмента излучение распространяетсявдоль сердечника световода и частично попадает в направляющую оболочку.Чем чище обработана поверхность тор-ца световода, тем большая часть отраженного излучения распространяетсявнутри сердечника и тем меньше разрушается поляризация отраженного излути обрабатывающего инструмечения на выходе сердечника и интенсивности отраженного ния в оболочке световода и уменьшения потерь с при отражении.На фиг.1 представлена ная схема устройства для способа; на фиг.2 - конс ментов ввода и вывода ко го излучения; на фиг.3-5 ясняющие процесс контрол ных стадиях обработки.Способ контроля качества поверхности торцов световодов в процессе обработки заключается в том, что вводят через наобрабатываемый торец све 5 товода зондирующее излучение, измеряют интенсивность и степень поляризации отраженного от поверхности обрабатывающего инструмента излучения, вышедшего из сердечника световода, измеряют интенсивность отраженного излучения в оболочке световода и по результатам измерений судят о качестве поверхности обрабатываемого торца световода. 15В качестве зондирующего используется лазерное, т.е, поляризованное, излучение, Отраженное излучение пред; ставляет собой суперпозицию излучения, отраженного от поверхности обрабатывающего инструмента, и излучения, отраженного от обрабатываемого торца свето- вода. Однако в процессе обработки по- . верхности торца и инструмента прилегают друг к другу все плотнее и в 25 конце концов совпадают до степени, определяемой чистотой обработки, достигаемой с помощью данного инструмента.Широкое распространение технология 30 армирования световодных колебаний, при которых армируется не весь кабель, а отрезки кабелей длиной 1 10 м, что позволяет упростить и автоматизировать армирования, способствует успешной реализации способа,так как на таких небольших расстоя. ниях не успевает разрушиться поляризация зондирующего излучения и обеспечивается достаточный для измерения 40 уровень сигнала на выходе оболочки. Армированный таким образом отрезок сваривают затем с кабелем нужной длины.Устройство, реализующее способ, 45 содержит (Фиг.1) последовательно соединенные задающий генератор 1, модулятор 2 и лазер 3, установленные по ходу его излучения светоделитель 4 и элемент 5 ввода, установленные по ходу отраженного светоделителем 4 излучения поляроид-анализатор 6 и первый фотоприемник 7, первый измеритель 8 амплитуды, первый вход которого соединен с выходом первого Фотоприемни 55 ка 7, а второй вход соединен с выходом задающего генератора 1, элемент 9 вывода и последовательно соединен,ные второй фотоприемник 10 и второй измеритель 11 амплитуды, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора 1. Элемент 5 ввода выполнен (фиг.2) в виде втулки из непрозрачного материала (например, из мегалла или керамики) с отверстием ступенчатого диаметра. Диаметр широкой части отверстия соответствует диаметру световода, а узкой - диаметру его сердечника, при этом на внутреннюю поверхность, узкой части отверстия напылено светоотражающее покрытие. Элемент 9 вывода конструктивно выполнен (фиг.2) совместно с вторым фотоприемником 10 и представляет собой разборную цилиндрическую втулку с отверстием вдоль ее оси, диаметр которого равен диаметру световода, имеющую сквозные конические углубления, расположенные ортогонально к внутренней поверхности втулки. Второй фото- приемник 10 состоит из фотодетекторов 12, закрепленных в,вершинах конических углублений элемента 9 вывода и сумматора 13, входы которого соединены, соответственно, с выходами фотодетекторов 12, а выход является выходом второго Фотоприемника 10.Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.Световод 14 вставляется необрабатываемым торцом в элемент 5 ввода ,таким образом (фиг.2), чтобы сердечник 15 световода 14 вошел в его узкую часть, а сам световод 14 (вместе с оболочкой 16) - в его широкую часть,Световод 14 помещается также в отверстие элемента 9 вывода. При этом помещаемая в элемент 9 вывода часть поверхности оболочки 16 предварительно протравливается или подвергается механической обработке с тем, чтобы придать ей яекоторую шероховатость. Тем самым в этом месте создаются условия для эффективного вывода излучения из оболочки 16.Обрабатываемый торец световода 14 закрепляется на рабочей. позиции и начинается его обработка инструментом 17.Излучение лазера 3, промодулированное по интенсивности импульсами задающего генератора 1, пройдя через светоделитель 4, с помощью элемента 5 ввода направляется в сердечник 15 световода 14. Напыленное на внутреннюю поверхность узкой части элемента 5 ввода светопоглощающее покрытие. к предельным, Такая конструкция обеспечивает возбуждение в сердечнике 15световода 14 только мод низких поряд 5ков и предотвращает появление на начальном участке световода мод, вытекающих в оболочку 16. Пройдя элемент5 ввода, излучение по сердечнику 15 10распространяется до торца, частичноотражается от него, а основная частьпадает на поверхность обрабатывающего инструмента 17. В качестве обрабатывающего инструмента может быть использован круг с укрепленными на немкольцевыми дорожками из различныхматериалов (алмазная пыль, фетр с нанесенными на него шлифовальными пастами, чистый фетр, кожа и, наконец,зеркальное покрытие). Поскольку вначале обработки торец световода 14имеет шероховатую поверхность (фиг.Зи 4), излучение из него выходит подразличными углами и часть его, отразившись от поверхности инструмента17, попадает в оболочку 16 световода.14, а другая (основная) - в сердечник 15. Отраженное излучение, идущеепо сердечнику 15, возвращается к элементу 5 ввода и, отразившись от светоделителя 4, через поляроид-анализатор 6 попадает на первый фотоприемник 7. Последовательность электрических импульсов с выхода первого фотоприемника 7 поступает на первый измеритель 8 амплитуды. Поскольку длина обрабатываемого световода 14 невелика, то исходная поляризация излучения на пути до обрабатываемого торца не успевает нарушиться, Однако40поскольку и поверхность торца световода 14, и поверхность инструмента17 шероховатые, то отраженное излучение становится деполяризованным,45и поэтому та часть отраженного излучения, которая содержит компоненту,ортогональную ориентации оси чувствительности поляроида-анализатора 6,будет им задержана,03 бвыхода второго Фотоприемника 10 анализируется вторым измерителем 1 амплитуды. Чем хуже качество поверхнос. ти торца световода 14, тем большая часть отраженного излучения попадает в оболочку 16 и тем больше амплитуда импульсов на входе второго измерителя 11 амплитуды.По мере обработки торца световода 14 шероховатость его поверхности уменьшается и обрабатывающий инструмент станет прилегать к нему плотнее (Фиг,5), при этом уменьшится доля энергии отраженного излучения, попадающего в оболочку 16, уменьшится амплитуда сигнала на входе второго измерителя 11 амглитуды и на завершающем этапе обработки торца уровень сигнала на выходе второго фотоприемника 10 будет равен нулю. С улучшением качества поверхности торца интенсивность отраженного излучения, распространяющегося по сердечнику, будет возрастать и начнет уменьшаться степень его деполяризации. Все это приведет к тому, что амплитуда импульсов на выходе первого фотоприемника 7 станет также увеличиваться и в конце обработки будет максимальной.Максимальные показания первого измерителя 8 амплитуды при минимальных показаниях второго измерителя 11 амплитуды сигнализирует о необходи - мости прекратить обработку поверхности данным инструментом.Таким образом, в рассматриваемом способе процедура контроля осуществляется одновременно с процессом обработки и неотделима от него, что позволяет сохранить преимущества рефлектометрического способа, а использование в качестве информационных параметров также-и степени поляризации отраженного излучения на выходе сердечника световода и интенсивности отраженного излучения, распространяющегося в оболочке световода, приводит к повышению точности контроля55 Отраженное излучение, распространяющееся по оболочке 16, доходит до элемента 9 вывода. Отраженное от торца излучение, вышедшее из оболочки 16, в элементе 9 вывода принимается Фотодетекторами 12, с выходов которых электрические сигналы поступают на входы сумматора 13 второго фотоприемника 10. Напряжение (или ток) с Формула изобретенияСпособ контроля качества поверхности торцов световодов в процессе обработки, заключающийся в том, что через необрабятываемый торец вводят зондирующее излучение, по изменению параметров коп 1 рого в результате отражения от обрабатываемого торца судят о качестве егс поверхности, о т 15 б 2703л и ч а ю щ и й. с ятем, что, с целью повышения точности контроля, вкачестве параметров зондирующего излучения используют интенсивность истепень поляризации излучения, отраженного от поверхности обрабатывающего инструмента и вышедшего из сердечника световода, и интенсивность отраженного излучения в оболочке световода.1562703 15 О,Смирноанич Редактор С.Пека оРРектоР Т,Палий аж 483 П нсное венного комитета по 113035, Москва, И-З и оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород,агарина, О Заказ 1055ВНИИПИ Государс Составител Техред М. Х зобрете ни Раушска