Патент на полезную модель Республики Беларусь

1. ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(19) BY (11) 6685
(13) U
(46) 2010.10.30
(51) МПК (2009)
G 01J 9/00
(54) УСТРОЙСТВО ОПТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ОТКЛОНЕНИЯ ШАГА
УКЛАДКИ ОПТИЧЕСКОГО ВОЛОКНА
В МНОГОЖИЛЬНЫХ СВЕТОВОДАХ
(21) Номер заявки: u 20091079
(22) 2009.12.21
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Гродненский государственный уни-
верситет имени Янки Купалы" (BY)
(72) Авторы: Ляликов Александр Михайло-
вич; Лявшук Ирена Александровна (BY)
(73) Патентообладатель: Учреждение образо-
вания "Гродненский государственный
университет имени Янки Купалы" (BY)
(57)
Устройство оптического контроля отклонения шага укладки оптического волокна в
многожильных световодах, включающее источник света с оптической системой формиро-
вания коллимированного зондирующего светового пучка, оптическую систему простран-
ственной фильтрации в виде первого и второго объективов, визуализирующей диафрагмы,
установленной в задней фокальной плоскости первого объектива, контролируемый объ-
ект, установленный по ходу зондирующего пучка, экран для наблюдения или регистратор
картины, оптически сопряженный первым и вторым объективами с контролируемым объ-
ектом, отличающееся тем, что в оптической системе пространственной фильтрации визу-
ализирующая диафрагма выполнена в виде непрозрачной нити и дополнительно снабжена
механизмом линейного перемещения, управляемого микрометрическим винтом, включа-
ющим шкалу отсчета.
(56)
1. Патент РБ 4530, МПК G 01В 9/00, 2008 (прототип).
BY6685U2010.10.30

2. BY 6685 U 2010.10.30
2
Полезная модель относится к области лазерной измерительной техники, в частности к
устройствам контроля различных параметров периодических структур, и может быть ис-
пользована в оптическом производстве при контроле качества оптико-волоконных эле-
ментов.
Известно устройство для визуализации отклонения шага укладки оптического волокна
в многожильных световодах, включающее источник света с оптической системой форми-
рования коллимированного зондирующего светового пучка, оптическую систему про-
странственной фильтрации в виде первого и второго объективов, визуализирующей
диафрагмы, установленной в задней фокальной плоскости первого объектива, контроли-
руемый объект, установленный по ходу зондирующего пучка, экран для наблюдения или
регистратор картины, оптически сопряженный первым и вторым объективами с контро-
лируемым объектом [1].
Недостатком известного технического решения является обязательное наличие эта-
лонного объекта для реализации операции контроля.
Сущность полезной модели заключается в том, что устройство оптического контроля
отклонения шага укладки оптического волокна в многожильных световодах, включающее
источник света с оптической системой формирования коллимированного зондирующего
светового пучка, оптическую систему пространственной фильтрации в виде первого и
второго объективов, визуализирующей диафрагмы, установленной в задней фокальной
плоскости первого объектива, контролируемый объект, установленный по ходу зондиру-
ющего пучка, экран для наблюдения или регистратор картины, оптически сопряженный
первым и вторым объективами с контролируемым объектом, дополнено новыми призна-
ками: в оптической системе пространственной фильтрации визуализирующая диафрагма
выполнена в виде непрозрачной нити и дополнительно снабжена механизмом линейного
перемещения, управляемого микрометрическим винтом, включающим шкалу отсчета.
Полезная модель направлена на исключение эталонного объекта в процессе реализа-
ции операции контроля.
На фигуре изображена оптическая схема заявляемого устройства оптического кон-
троля отклонения шага укладки оптического волокна в многожильных световодах.
Устройство оптического контроля отклонения шага укладки оптического волокна в
многожильных световодах включает источник света 1 с оптической системой формирова-
ния коллимированного зондирующего светового пучка, выполненной в виде микрообъек-
тива 2, объектива 3 и точечной диафрагмы 4. Оптическая система пространственной
фильтрации выполнена в виде первого 5 и второго 6 объективов, визуализирующей диа-
фрагмы, выполненной в виде непрозрачной нити 7 и установленной в задней фокальной
плоскости первого 5 объектива. Непрозрачная нить 7 установлена в механизм 8 линейного
перемещения, управляемый микрометрическим винтом 9, включающим шкалу отсчета 10.
Контролируемый объект 11 установлен по ходу зондирующего пучка между объективами
3 и 5. Экран 12 для наблюдения или регистратор картины оптически сопряжен системой,
состоящей из первого 5 и второго 6 объективов, с контролируемым объектом 11.
В качестве источника света можно использовать полупроводниковый или газовый ла-
зер. Возможно также использование светодиода.
Рассмотрим работу заявляемого устройства визуализации отклонения шага укладки
оптического волокна в многожильных световодах на примере волоконно-оптической пла-
стины. Излучением гелий-неонового лазера 1 с помощью микрообъектива 2 и точечной
диафрагмы 4 диаметром 15 мкм, установленной строго в задней фокальной плоскости
микрообъектива, формируется точечный источник света. Объективом 3 световой пучок
коллимируется и освещает торец волоконно-оптической пластины 11. Данная пластина
представляет собой регулярную гексагональную укладку спеченных многожильных опти-
ческих жгутов (длина стороны правильного шестиугольника 500 мкм), а каждый жгут -
регулярную гексагональную укладку оптических волокон средним диаметром 6,7 мкм.

3. BY 6685 U 2010.10.30
3
Отраженный световой пучок от исследуемой волоконно-оптической пластины 11 ис-
пытывает дифракцию на гексагональной периодической структуре оптических волокон.
Боковые максимумы дифракционного спектра формируются в задней фокальной плоско-
сти первого 5 объектива и могут быть использованы для визуализации отклонения шага
укладки оптического волокна, т.к. уширение бокового дифракционного максимума в
основном связано с отклонением шага от некого среднего значения периода укладки
оптического волокна по образцу вдоль направления прямой, соединяющей данный ди-
фракционный максимум и центральный.
Анализ распределения пространственных частот уширенного дифракционного макси-
мума реализуется в когерентной оптической системе последовательного двойного преоб-
разования Фурье. В нашем случае такая оптическая система представляет собой первый 5
и второй 6 объективы. Передняя фокальная плоскость объектива 5 совмещена с задней
фокальной плоскостью объектива 6. В совмещенных фокальных плоскостях установлена
визуализирующая диафрагма в виде непрозрачной нити 7, задерживающей световые вол-
ны с определенной пространственной частотой. При перекрывании непрозрачной нитью 7
дифракционного максимума в плоскости 12, оптически сопряженной с торцом контроли-
руемой пластины 11, объективами 5 и 6 в изображении торца пластины будут освещены
зоны, соответствующие областям торца пластины, на которых дифрагированные световые
волны не задерживаются непрозрачной нитью 7.
Вращением микрометрического винта 9 происходит смещение механизма 8 линейного
перемещения, жестко связанного с непрозрачной нитью 7, что обеспечивает настройку
устройства контроля.
Для настройки устройства оптического контроля посредством микрометрического
винта 9 смещают непрозрачную нить 7 до получения максимального затемнения изобра-
жения торца в плоскости 12. Для определения знака отклонения шага укладки оптическо-
го волокна микрометрическим винтом смещают непрозрачную нить 7 из положения
настройки.
Таким образом, совокупность существенных признаков полезной модели позволяет
осуществить контроль отклонения шага укладки оптического волокна в многожильных
световодах без необходимости использования эталонного объекта.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.