Патент на полезную модель Республики Беларусь

1. ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(19) BY (11) 6684
(13) U
(46) 2010.10.30
(51) МПК (2009)
G 01J 9/00
(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ОТКЛОНЕНИЯ ШАГА
УКЛАДКИ ОПТИЧЕСКОГО ВОЛОКНА
В МНОГОЖИЛЬНЫХ СВЕТОВОДАХ
(21) Номер заявки: u 20091077
(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 для визуализации отклонения шага укладки оптического волокна в много-
жильных световодах, включающее источник света с оптической системой формирования
коллимированного зондирующего светового пучка, оптическую систему пространствен-
ной фильтрации в виде первого и второго объективов, щелевой диафрагмы, установленной
в задней фокальной плоскости первого объектива, контролируемый объект, установлен-
ный по ходу зондирующего пучка, экран для наблюдения или регистратор картины, опти-
чески сопряженный первым и вторым объективами с контролируемым объектом,
отличающееся тем, что в оптической системе пространственной фильтрации щелевая
диафрагма дополнительно снабжена механизмом линейного перемещения, управляемого
микрометрическим винтом, включающим шкалу отсчета.
(56)
1. Патент РБ 4530, МПК G 01В 9/00, 2008 (прототип).
BY6684U2010.10.30

2. BY 6684 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, щелевой 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 [1].
Недостатком известного технического решения является обязательное наличие эта-
лонного объекта для реализации операции контроля.
Сущность полезной модели заключается в том, что устройство для визуализации от-
клонения 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, щелевой диафрагмы, установленной в задней фокальной плоскости
первого объектива, контролируемый объект, установленный по ходу зондирующего пуч-
ка, экран для наблюдения или регистратор картины, оптически сопряженный первым и
вторым объективами с контролируемым объектом, дополнено новыми признаками: в оп-
тической системе пространственной фильтрации щелевая диафрагма 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 для визуализации
отклонения шага укладки оптического волокна в многожильных световодах.
Устройство для визуализации отклонения шага укладки оптического волокна в мно-
гожильных световодах включает источник света 1 с оптической системой формирования
коллимированного зондирующего светового пучка, выполненной в виде микрообъектива 2,
объектива 3 и точечной диафрагмы 4. Оптическая система пространственной фильтрации
выполнена в виде первого 5 и второго 6 объективов, щелевой диафрагмы 7, установлен-
ной в задней фокальной плоскости первого 5 объектива. Щелевая диафрагма 7 дополни-
тельно снабжена механизмом 8 линейного перемещения, управляемого микрометри-
ческим винтом 9, включающим шкалу отсчета 10. Контролируемый объект 11 установлен
по ходу зондирующего пучка между объективами 3 и 5. Экран 12 для наблюдения или ре-
гистратор 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 6684 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 ос-
новном связано с отклонением шага от некого среднего значения периода укладки опти-
ческого волокна по образцу вдоль направления прямой, соединяющей данный
дифракционный 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
щелевая диафрагма 7, пропускающая световые волны с определенной пространственной
частотой. При перекрывании щелевой диафрагмой 7 дифракционного максимума в плос-
кости 12, оптически сопряженной с торцом контролируемой пластины 11, объективами 5
и 6 в изображении торца пластины будут освещены зоны, соответствующие областям тор-
ца пластины, на которых дифрагированные световые волны проходят через щелевую диа-
фрагму 7. Вращением микрометрического винта 9 происходит смещение механизма 8
линейного перемещения, жестко связанного с щелевой диафрагмой 7, что обеспечивает
сканирование дифракционного максимума. Величина смещения щелевой диафрагмы 7
определяется по шкале отсчета 10.
Перед началом контроля устройство настраивается. Ширина щели полосового про-
странственного фильтра выбирается с учетом шага сканирования дифракционного макси-
мума, т.е. ширину выбирают меньшей, чем шаг сканирования. После установки ширины
щели полосовой пространственный фильтр размещают таким образом, чтобы в плоскости
12 визуализировалась максимальная площадь изображения торца пластины 11. В этом
случае в положении настройки в плоскости 12 визуализируются зоны торца контролируе-
мой пластины 11, период шага укладки для которых соответствует среднему значению
периода.
Совокупность существенных признаков полезной модели позволяет осуществить кон-
троль отклонения шага укладки оптического волокна в многожильных световодах без
необходимости использования эталонного объекта.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.