Способ измерения фазовой скоростиволн b волоконном волноводе

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

< 1845111

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 050178 (21) 2566823/18-09 с присоединением заявки ¹â€” (51)М. Кл.з

G 01 R 23/04

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 07.0781. Бюллетень № 25 (53) УДК 621.317

< 088. 8) Дата опубликования описания 100781 (72) Авторы изобретения

Г. A. Черенков и М. И . Ермохин (71) Заявитель

Всесоюзный заочный электротехнический институт связи 54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОВОИ СКОРОСТИ ВОЛН в волоконном волноводе

1

1 2

Изобретение относится к измерительной технике.

Известен способ измерения фазовой скорости волн в волоконном волноводе оптического диапазона, пред5 ставляющем собой сердечник с коэффициентом преломления и, покрытый оболочкой с коэффициентом преломления и, причем n > n2, заключающийся в том, что волнрвод помещают в иммерсионную жидкость и путем вычислений определяют фазовую скорость 1 .

Однако известный способ дает большую погрешность в определении фазо- 15 вой скорости.

Цель изобретения = повышение точности измерений. для этого при измерении фазовой скорости волн в волоконном волново- 20 де в виде сердечника, покрытого о6олочкой, способом включающим помещение волновода в иммерсионную жидкость и последующее вычисление фазовой скорости, излучение вводят в волновод, толщина оболочки которого уменьшена на конце, помещенном в иммерсионную жидкость, с коэффициентом преломления, большим коэффициента и преломления волновода, измеряют угол Y меж- 30 ду осью волновода и направлейием Излучения, выходящего в иммерсионную жидкость, определяя фазовую скорость по формуле: с

Ф и.сну где с — скорость света в вакууме.

Способ основан на известном явлении нарушения полного внутреннего отражения, суть которого состоит в том, что если волоконный волновод с малои толщиной оболочки окружить средой с коэффициентом преломления, равным коэффициенту преломления сердечника или превыаакщим его, то излучение из волновода переходит в окружающую его среду и распространяется в ней под вполне определенным углом к оси волновода.

При реализации способа вначале на конце волновода уменьшают толщину оболочки до 3-5 .":к на длине 1-2 мм, например, стравливая ее в плавиковой кислоте, затем стравленную часть волновода погружают в иммерсионную жидкость с коэффициентом преломления, равным 1,6 волоконного волновода, который больше коэффициента преломления и, вводят излучение в волновод и измеряют .угол т между осью волновода, 845111

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 4137/3 Тираж 732 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4 и "вытекающим" в .иммерсионную жидкость излучением. Затем вычисляют фазовую скорость делением скорости света в,вакууме на 1,6 и на cos 9. Способ предельно прост (необходимо измерить только угол выхода излучения из волновода и произвести дуростей;зие математические операции и обладает высокой точностью,так как коэффициент преломления иммерсионной жидкости можно измерить вплоть до

10 5 на жидкостном рефрактометре.

Эффективность. способа состоит в зна чительном сокращении рабочего времени при определении фаэовой скорости волн в волоконном волноводе с высокой точностью. 15

Пример конкретной реализации способа показан на чертеже.

Волоконный волновод в виде сердечника 1 с оболочкой 2 имеет участок со стравленной оболочкой 3. Этот учас-Щ ток помещен в прозрачную кювету 4, заполненную иммерсионной жидкостью 5 с коэффициентом преломления 1,6, так что ступенька, образованная травлением оболочки 2, совпадает с передней частью стенки 6 кюветы. Место ввода волновода в кювету герметиэируется парафином 7. Излучение 8, вышедшее из стравленного участка волновода, попадает на шкалу 9, нанесенную на матированную стенку 10 кюветы и праградуиров ан ную в градусах. По этой шкале определяется угол М выхода излучения из волновода. Для автоматического определения фаэовой скорости задняя стенка может быть выполнена из точечных фотоприемников.

Способ измерения фазовой скорости волн в волоконном волноводе в виде сердечника, покрытого оболочкой. включающий помещение волновода в иммерсионную жидкость и последующее вычисление фаэовой скорости, о т л и ч а ю щ и й. с я тем, что, с целью повышения точности измерений, излучение вводят в волновод, толщина оболочки которого уменьшена на конце, помещенном в йммерсионную жидкость, при этом коэффициент преломления жидкости выбирают большим коэффициента и преломления волновода, измеряют угол Ч между осью волновода и направлением излучения, выходящего в иммерсионную жидкость, определяя фазовую скорость по формуле: с

VФ = — — 3

Ф соэ где с — скорость света в вакууме.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Капани Н. С. Волоконная оптика. М., Мир, 1969, с. 180.