Способ соединения сохраняющих поляризацию оптических волокон

 

Изобретение относится к волоконно-оптической связи и может быть использовано для соединения сохраняющих поляризацию оптических волокон с заданной точностью за кратчайшее время при обеспечении долговечности соединяемых частей за счет отсутствия механической подстройки положения последних в собранном разъеме . Сущность изобретения заключается в том, что необходимое для совпадения направлений поляризации угловое положение соединяемых оптических волокон определяется и фиксируется до установления соединения по величине тока, формирующего магнитное поле, обеспечивающее необходимое смещение направления поляризации .излучения в оптическом волокне. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4880712/10 (22) 11.11.91 (46) 23.01.93. Бюл. N 3 (72) Д.Н.Прокофьев, В.А.Парфенов и А,А.Овчинников (56) Заявка ЕПВ ¹ 0246165, кл, G 02 В 6/38, 1987.

Заявка Японии ¹ 63-34442, кл. G 02 В

6/26, 1988.

Бутиков Е.И. Оптика,- М„Высшая школа, 1986, с,512.

Кошкин Н.И., Ширкевич M.Ã. Справочник по элементарной физике. M. Наука, 1975, с.256, (54) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ СОХРАНЯЮЩИХ ПОЛЯРИЗАЦИЮ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН

Изобретение относится к волоконно-оптической связи и может быть использовано в волоконно-оптических системах передачи (ВОСП) с использованием оптических волокон (ОВ), сохраняющих направление поляризации (однополяризационных ОВ).

Известен способ соединения таких ОВ (совмещения направлений поляризации излучения в стыкуемых ОВ), заключающийся в. и редварительном оп редел внии ориентации направления поляризации в ОВ на этапе изготовления разъема и фиксации этого положения путем введения в конструкцию разъема элемента, обеспечивающего сборку разъема только в.одном положении, соответствующем совпадению поляризаций в стыкуемых ОВ, Однако при этом черезвычайно усложняется процесс производства разьемов для однопогяризационных OB u

5U 1789954 А) (я)5 G 02 В 6/26 (57) Изобретение относится к волоконно-оптической связи и может быть использовано для соединения сохраняющих поляризацию оптических волокон с заданной точностью за кратчайш е время при обеспечении долговечности соединяемых частей за счет отсутствия механической подстройки положения последних в собранном разъеме, Сущность изобретения заключается в том, что необходимое для совпадения направлений поляризации угловое положение соединяемых оптических волокон определяется и фиксируется до установления соединения по величине тока, формирующего магнитное поле, обеспечивающее необходимое смещение направления поляризации .излучения в оптическом волокне. 1 ил. исключается возможность применения хорошо отработанных унифицированных конструкций разъемов для обычных ВОСП.

Кроме того, точность юстировки ограничивается и угловыми допусками.на механические элементы разьема, т.е. появляется дополнительная причина увеличения затухания в разъеме вследствие неполного совпадения направления поляризации в стыкуемых ОВ.

Наиболее близким по технической сущности является способ соединения сохраняющих поляризацию ОВ, заключающийся в следующем. Волокна соединяют, например, в разъеме (совмещая оси ОВ), дают оптические импульсы с одной стороны и контролируют обратное рассеяние. Поворачивая ОВ, добиваются, чтобы световая энергия в направлении одной главной оси была макси1789954 мальна или другой — минимальна, Недостатками известного способа являются, во-первых, необходимость механической подстройки в разъеме (кручение ОВ), что существенно снижает долговечность меха- 5 нических частей разъема и оптического окончания ОВ в наконечнике в результате трения, так как последние должны быть прижаты друг к другу в стыкуемых ОВ с определенным усилием, Во-вторых, при вращении

ОВ в разъеме вследствие йаличия допусков на механические части поСледнего могут появляться такие причины увеличения затухания в соединении, как аксиальное, радиальное и угловое рассогласования, что "5 затрудняет определение момента совпадения направления поляризации в ОВ, И, втретьих, установление соединения данным способом требует .значительного времени, даже если в конструкции разъема предус- 20 матрена возможность вращения 08 в собранном разъеме (что значительно усложняет конструкцию последнего), При использовании же обычного разъема, как показывают исследования, для установления соединения с точностью совпадения направлений поляризации в пределах. и 10 требуется собрать разьем 7-10 раз, Цель изобретения — повышение оперативности и точности юстировки и уменьше- 30 ние износа соединяемых частей.

Указанная цель достигается тем, что необходимоедля совпадения направЛений поляризации угловое положение соединяемых оптических волокон определяют и фиксиру- 35 ют эа счет использования эффекта вращения направления поляризации излучения в магнитном поле.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что эа- 40 являемый способ отличается от известного тем, что требуемое для совмещения направ лений поляризации в стыкуемых 08 взаимное угловое расположение последних определяется и фиксируется до окончатель- 45 ной сборки разъема за счет использования вращения направления поляризации в магнитном поле, обеспечивающем требуемый угол смещения направления поляризации (до совпадения в стыкуемых ОВ), 50

Изменение ориентации направления поляризации в магнитном поле (эффект Фарадея) известно, Однако применение этого эффекта для осуществления соединения однополяризационных OB и юстировки их в разъеме позволяет повысить оперативность и точность последней и увеличить долговечность стыкуемых частей разъема, т,е, получить новые качества. отсутствующие в известном решении.

Известно, что при распространении поляризованного излучения в веществе, помещенном в магнитном поле, происходит поворот направления поляризации распространяющегося светового излучения (эффект Фарадея) на некоторый угол р

p=p I В, гдеl —; B — величина индукции магнитного поля, с помощью которого регулируется направление поляризации; р — постоянная Верде для данного вещества.

На чертеже представлен пример одной из возможных реализаций предлагаемого способа.

Устройство вращения направления поляризации 3 подключается к стыкуемым однополяризационным ОВ 1, например, с помощью разъемов 2, В качестве устройства

3 может быть использован отрезок обычного ЛВ 4, оборудованный соответствующими разъемами 2, помещенный в соленоид 5 на его оси, Ток в обмотке соленоида l. А, следовательно, и величина магнитной индукции В регулируются с помощью реостата и с возможностью изменения полярности подключения источника GB, При подаче с одной стороны оптических импульсов по измеряемой аналогично 2 величине отраженной энергии регулируется величина магнитной индукции В, т.е. угол поворота направления поляризации р в ОВ 4 до совпадения их в стыкуемых 08 1. Регулировка угла поворота р может производиться как вручную, так и автоматически по каналу обратной связи, Величина магнитной индукции 8 определяется соотношением

В = 4,иролйь где N — число витков на единицу длины соленоида. Постоянная Верде определяется из соотношения (8 Л бп rn c dÕ где e/me — удельный заряд электрона; 1— длина волны светово.о излучения; с — скорость света в вакууме: n — здесь показатель преломления сердцевины отрезка ОВ. Таким образом, угол поворота направления поляризации пропорционален току l в обмотке соленоида. Проградуировав показания миллиамперметра в радианах или градусах и сделав соответствующие насечки на разъемах 2, можно определить требуемое положение стыкуемых ОВ 1 с соответствующей точностью, после чего ОВ 1 соединяют друг с другом. Возможны и другие способы фиксации требуемого положения OB 1 в разъеме. например, с помощью подвижного кольца с отметкой в разъеме 2, 1Z8gg54

Формула изобретения

Способ соединения сохраняющих поляризацию оптических волокон, заключающийся в подаче оптического сигнала на первое волокно и регулировке углового положения волокон в месте их соединения по совпадению в волокнах направлений поляризации сигнала обратного рассеивания, отличающийся тем, что, с целью повышения оперативности и точности юстировки и уменьшения износа соединяемых частей, необходимое для совпадения направления поляризации угловое положение соединяемых оптических волокон определяют и фиксируют за счет использования эффекта вращения направления поляризации в ма гн и тном поле.

Составитель Д. Прокофьев

Техред М.Моргентал Корректор О, Густи

Редактор Г. Бельская

Заказ 348 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 сдвигаемого на требуемый угол в соответствии с показаниями миллиамперметра (при соединении ОВ 1 друг с другпм отметки на кольцах совмещаются).

Использование предлагаемого способа обеспечивает следующие преимущества:

1. Высокая оперативность юстировки.

Исследования показывают, что для установления качественного соединения требуется лишь дважды собрать оптические разъемы, а определение требуемого угла поворота занимает практически несколько секунд. Таким образом, время установления соединения сокращается по сравнению с известными способами в 3 — 4 раза.

2. Способом может быть реализована практически любая заданная точность совмещения направлений поляризации.

3, За счет снижения количества соединений и отсутствия вращения механических частей в разъеме увеличивается долговечность последнего.

4, Имеется возможность автоматического определения необходимого угла поворота p, а в перспективе — создания полностью автоматизированного устройст10 ва соединения (разъемного или нераэъемного) однополяризационных ОВ.

Дополнительный эффект заключается в увеличении скорости развертывания воло15 конно-оптической линии (полевой) и в увеличении дальности связи за счет снижения затухания в соединении.