Многоканальный оптический вращающийся соединитель

 

Применение: оптические системы передачи информации, многоканальные оптические вращающиеся соединители. Сущность изобретения: волоконно-оптический коллиматор вращения устройства состоит из двух, последовательно установленных по ходу лучей , преобразователей скорости вращения световых пучков с коэффициентами преобразования К и М, связанные соотношением М(К-1) -1. 1 з.п.ф-лы.2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я)5 G 01 В 5/26

ГОСУДАР СТВ Е ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4750156/10 (22) 16,10,89 (46) 07,06,92. Бюл.№21 (71) Институт полупроводников АН УССР (72) В,Н.Шапарь, Н,Н.Гогин, Г,С,Свечников и И.Ц. Гроссман (53) 535.89 (088.8) (56) Патент США № 4109998, кл, G 02 В 23/02, опублик. 1978.

Патент CLlJA ¹ 44444477111144, кл, G 02 B 7/26, опублик. 1984.

Заявка Японии ¹ 62 — 8763, кл. G 02 В

6/34, 6/26, опублик. 1987.

Изобретение относится к оптическим системам передачи информации, а именно к многоканальным оптическим вращающимся соединителям.

Известен многоканальный вращающийся соединитель, содержащий два шарнирно соединенных крепежных узла. несущих соединяемые части оптических каналов передачи, которые попарно оптически связаны через компенсатор вращения световых пучков и выполненный в виде призмы Даве, установленной между коллимирующей и фокусирующей линзами, Недостатком такого устройства является использование призмы Даве, что вызывает сложность юстировки, большие массы и габариты устройства, необходимость оптических деталей.

Известно также устройство, в котором в качестве компенсатора вращения применен волоконно-оптический жгут.

Недостатком данного устройства является сложность кинематической схемы, низкая технологичность из-за низкой техно Ы«, 1739181 А1 (54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ОПТИЧЕСКИЙ

ВРАЩАЮЩИЙСЯ СОЕДИНИТЕЛЬ (57) Применение: оптические системы передачи информации, многоканальные оптические вращающиеся соединители. Сущность изобретения: волоконно-оптический коллиматор вращения устройства состоит из двух, последовательно установленных по ходу лучей, преобразователей скорости вращения световых пучков.с коэффициентами преобразования К и М, связанные соотношением

М(К вЂ” 1) = -1, 1 з.п.ф-лы, 2 ил. логичности компенсатора вращения, значительные амплитудные искажения сигнала.

Известно также устройство, содержащее редукторный механизм, который кинематически соединен с компенсатором, выполненным в виде пучков оптических световодов, торцы световодов уложены по окружности с центрами на общей оси вращения, причем последовательность расположения по окружности одних торцов световодов выбрана обратной по отношению к последовательности расположения по окружности других торцов соответствующих световодов.

Недостатками такого устройства является сложность схемы с низкой технологичностью укладки волокон, высокий уровень оптических потерь и амплитудной модуляции.

На фиг.1 изображен соединитель, общий вид; на фиг.2 — волоконно-оптический преобразователь скорости вращения световых пучков со схемой укладки световодов для К = 1/2.

1739181

Соединитель состоит из двух узлов 1, 2, несущих передающие 3 и принимающие 4 соединяемые части оптических каналов передачи, 8 качестве которых могут бьг ь волоконные световады, фотоприемники, излучатели с элементами фокусировки (линзами, граданами, фоконами) лли без них, в зависимости от вида линий связи в каналах передачи и 4ecTG установки соединителя в линиях. На фиг.1 соединяемые части 3, 4— световоды и фотоприемники соответственно.

Узлы 1, 2 шарнирно соединены между собой (установлены с воэможностью вращения друг относительно друга).

Компенсатор вращения световых пучков состоит и двух последовательно установленных по ходу лучей волоконно-оптических преобразователей 5, б скорости вращения световых пучков с коэффициентами преобразования К и М соответственно.

Причем коэффициенты связаны соответственно M (K - 1) = -1.

Первый по ходу лучей преобразователь

5 установлен в обойме 7, которая жестко саедикена с узлом 2, несущим фатоприемник 4 (принимающая часть канала передачи), а второй преобразователь б установлен в обойме 8. которая соединена с узлом i, несущим светодиод 3 (персдающая часть канала передачи).

Волоконно-оптический преобразователь 5 скорости вращения световых пучков (фиг.2) представляет из себя волоконно-оптический жгут с кольцевыми торцами 9, t0.

Причем волоконные световоды 11 жгута, уложенные торцами v. один ряд на кольце

10, другими торцами уложены на кольце 9 в два ряда (К =- 1/2) с соблюдением порядка укладки по изображенной схеме, Волоконно-оптический преабрвазовагель 6 идентичен преобразователю 5 в обратном ходе лучей, т,е, входом является кольцевой торец 10, а выходом кольцевой торец 9 (М = 1/К =- 2), Вообще узлы 1, 2 могут одновременна нести как передающие 3, так и принимающие 4 части оптических каналов передачи, поэтому первым по ходу лучей может оказаться и паеобразователь 6. Ес ественно, чта в этом случаеон уже имеет коэффициент преобразования К =- 1/М, а преабра":îâàтель 5 ссатветственно M =- 1/К, по- прежнему удовлетворяя уравненлю (х): M = (К вЂ” 1) ==-1; из (1/K) (1/M — 1) =- -1, после несложных преобразований следует M (К вЂ” 1) == -7.

Считают, что узел 1 несет светодиоды 3, а узел 2 — фотоприемники 4. Светодиоды 3 и фотоприемники 4 попарно оптически связаны световодами 11 и 12 волоконно-or òè5

55 ческих преобразователей 5 и б. Для уменьшения гютерь светодиоды 3, преобразователи 5, 6, фотоприемники 4 установлены с минимально допустимыми зазорами (обычно 0,1 or диаметра светового пучка), Устройство работает следующим образом.

При вращении узла 1 относительно узла

2 с угловой скоростью о) светодиоды 3, перемещаясь вдоль кольцевого торца 9. последовательно вводят свет в светаводы 11.

Пучок света, распространяясь по световодам 11, излучается с противоположных торцов на кольце 10. Однако в силу геометрии жгута (см, схему укладки, фиг.2) световой пучок переглещается по кольцевому торцу

10 с вдвое меньшей угловой скоростью а/2 в том же направлении, чта и па кольцу 9. Так как преобразователь 6 соединен с узлом 1 и вращается вместе с ним со скоростью (l), To световой пучок относительна входного торца преобразователя 6 перемещается с угловой скоростью (l>/2 — ()) ==- --())/2. Тогда на выходе преобразователя б (M =- 2) световой пу юк приобретает удво =иную угловую скорость перемещения 2 (— и/2) == — о) относительно выходка о торца преобразователя б, А так как пучок света еще и переносится вместе с преобразователем б с угловой скоростью ()). результирующая скорость светового пучка относительно фотоприемника

4 оказывается равной нулю. В результате

onòè÷åñêýÿ связь между передающим 3 и принимающим 4 соединяемыми частями каналов передачи не нарушается при вращении узлов 1. 2, В общем случае, первый по ходу лучей пр абразаватель лзменяет угловую скорость (t) в К раэ, т.е. К ((), Угловая скорость перемещения светового пучка относительНо второго преобразователя составит уже величину К в)--()), а после второго преобразования M (К в) — ())), Тогда условием комг.енсации ваащения светового пучка будет равенство кулю суммарной скорости вращения относительна преобразователя и вместе с преобразователем (l)+ М (К о) - ())) == О, откуда и следует условие (":): M (K — 1) = -1.

Формула изобретения

1. Многоканальный огггический вращающийся соединитель, содержащий два шарнирно-соединенных узла, несущих передающие и прикимающ .е части оптических каналов передачи, которые попарно оппгически связаны через волоконно-оптический компенсатор вращения световых пучксв, î r л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности соединителя, волоконно-оптический компенсатор вращения

1739181 передачи, а второй преобразователь соединен с узлом, несущим передающую часть канала передачи.

@i 1

Составитель Н.Иванов

Редактор С.Патрушева Техред M.Моргентал Корректор Н.Король

Заказ 1994 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 световых пучков состоит из двух последовательно установленных по ходу лучей, волоконно-оптических преобразователей скоростей вращения световых пучков с коэффициентами преобразования К и M соответственно, которые связаны соотношением М(К - 1) =- -1, при этом первый по ходу лучей преобразователь соединен с узлом, несущим принимающую часть канала

5 2, Соединитель по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что первый по ходу лучей волоконно-оптический преобразователь скорости вращения световых пучков имеет коэффициент преобразования К = 1/2,