Технология изготовления волоконнооптических световодов для передачи изображения - Технология - Скачать бесплатно
Если показатель преломления
торца и жидкости равны, изображение торца волокна исчезает. При
расфокусированном микроскопе дифракционные кольца не видны. При изменении
длины волны может быть получена дисперсионная кривая волокна. Для
достижения равенства показателей преломления волокна и иммерсионной
жидкости используют свойство жидкости менять показатель преломления в
зависимости от температуры. Для этого необходимо использовать жидкость с
известной зависимостью показателя преломления от температуры. Такой метод
применим только для волокна без оболочки; такой метод не дает возможности
выявить небольшие локальные изменения показателя преломления. Для
обнаружения местных изменений показателя преломления можно использовать
многолучевой интерференционный микроскоп. Волокно с оболочкой погружают в
жидкость с известным показателем преломления. Иммерсионная жидкость должна
иметь кривую дисперсии, пересекающую кривую дисперсии образца в среднем
участке видимого спектра. Образец и соответствующую иммерсионную жидкость
помещают между двумя параллельными пластинами интерферометра Фабри – Перо.
Затем интерферометр освещают белым светом через коллиматор; для
проецирования изображения образца на щель спектрографа удобно использовать
микроскоп. Таким образом, появляется возможность наблюдать полосы равного
хроматического порядка от лучей, проходящих через жидкость и образец.
Очевидно, что эти полосы у границы образца будут смещены для длин волн, при
которых показатели преломления жидкости и образца различны. Смещение полос
не наблюдается только для некоторой длины волны, при которой показатели
преломления обоих сред равны. Измерение температуры иммерсионной жидкости
для большей точности проводится термопарой (рис.21).
Для определения нулевой точки, т.е. длины волны, при которой показатели
преломления образца и жидкости равны, используются температурные изменения
показателя преломления в различных участках спектра. Если кривые дисперсии
жидкости при различных температурах известны, то можно вычертить кривую
дисперсии образца. Метод является достаточно точным: возможно определить 4-
й, 5-й знак после запятой в значении показателя преломления монолитного
микроскопического образца. Точность определения температуры жидкости должна
составлять десятые или сотые доли градуса, что вполне возможно при
использовании электронных датчиков температур. Для максимально точного
определения температуры жидкости можно применять медно-константановую
термопару. Спай термопары погружают в жидкость у края исследуемого образца.
Аналогичным образом можно проверять не только стеклянные и кварцевые
волокна (которые при качественном изготовлении не имеют неоднородностей,
поддающихся измерению), но и синтетические волокна, неоднородность которых
бывает сравнительно высока.
Способность отдельных световодов и, следовательно, жгута,
составленного из них, зависит от ряда параметров. Для определения
фотометроической эффективности волокон необходимо знать общий передаваемый
световой поток и угловое распределение выходящего светового потока, в
зависимости от параметров светового потока на входе световода. Спектральное
пропускание отдельных волокон измеряется на микрофотометре. За выходной
щелью монохроматора помещается объектив микроскопа, дающего изображение
линз коллиматора на круглой диафрагме, диаметр которой меньше диаметра
волокна. Волокно располагается за диафрагмой так, что бы оно принимало весь
световой поток, проходящий через диафрагму. Весь световой поток, выходящий
из волокна, попадает на фотоумножитель. Энергия падающего потока измеряется
следующим образом: фотоумножитель ставится вплотную к щели на место
волокна. Доля общего потока, выходящая из волокна в пределах телесного угла
наблюдения, измерялась с помощью фотоумножителя, на который проецируется
изображение выходного торца волокна. Сигнал фотоумножителя определяет
величину светового потока, выходящего из световода. Направление света на
входе и телесного угла наблюдения на выходе можно изменять, получая таким
образом полную картину светопропускания светвода при различной геометрии.
Светопропускание высококачественного волокна не должно изменяться при
изменении угла конуса света. Данный метод вполне пригоден как для измерения
светопропускания волокон большого диаметра, так и для маленьких волокон.
Однако, из-за применения диафрагмы, диаметр которой меньше диаметра
волокна, применение данного метода для измерения светопропускания маленьких
волокон затруднительно. Для обеспечения светопропускания (или поглощения)
волокон малого диаметра можно сделать следующее: входной конец волокна
жестко закрепляется по отношению к источнику освещения и отмечают показания
принимающего фотоэлемента при двух волокнах разной длины. Поглощение потока
вдоль волокна носит экспоненциальный характер. Взяв отношение потоков при
разных длинах волокна, логарифмированием выражают показатель поглощения.
Метод достаточно точен, но для исключения ошибки при отсчете длины волокна
необходимо полировать выходной торец волокна, не нарушая установки входного
конца на спектрофотометре.
Существующие технологии изготовления оптоволокна обеспечивают высокое
пропускание света. Потери света необходимо учитывать в длинных (десятки,
сотни метров и более) волокнах. Такие потери обусловлены неоднородностями,
пузырьками и микровключениями в сердцевине и оболочке волокна. В длинных
световодах количество дефектов велико даже при малой линейной плотности
дефектов. Однако при передаче изображения волокна обычно не имеют большой
длины и количество дефектов в них (а так же потери на дефектах) мало.
4.3 Общее тестирование световодного жгута.
Для тестирования волокон и кабелей применяется специальная аппаратура
для измерения потерь в кабеле. Такая аппаратура необходима для тестирования
изготовленных соединений, да и просто для аттестации приобретенных кабелей.
Одним из наиболее простых устройств для измерения потерь являются
оптические тестеры. Эти тестеры состоят из двух частей - источника света и
прибора для измерения силы света. Источник света может излучать свет одной
или нескольких (в зависимости от конструкции тестера) длин волн.
Подсоединив один конец тестируемого промежутка к источнику света, а другой
- к измерительному прибору, легко можно определить уровень потерь. Если
измерить сначала потери просто в куске кабеля, а потом - в куске кабеля с
разъемом (если волоконный кабель имеет разъём), то сразу можно вычислить
потери в разъеме. Стоит этот прибор недорого, он малогабаритен, удобен для
переноски, так что его легко использовать для ремонта оптических кабелей на
месте.
Помимо таких простых устройств тестерного типа, выпускаются гораздо
более сложные (и весьма дорогие) устройства, похожие на осциллографы, -
рефлектометры, позволяющие производить полное измерение параметров кабеля в
автоматическом режиме, при разных длинах волн. Многие из них снабжены
микропроцессорами, управляются при помощи меню и способны выполнять в
автономном режиме целый ряд сложных аттестационных операций. Например,
оказывается возможным наблюдать на экране прибора график изменения
параметров кабеля в зависимости от расстояния, причем расстояния здесь
могут составлять десятки километров. Кабель при этом просто подключается ко
входу прибора, а сама процедура несколько напоминает радиолокацию. Такие
устройства, конечно, не нужны для ремонтников и технического персонала,
занимающегося тестированием жгутов «на рабочем месте». Они предназначены
для заводов по производству средств передачи информации.
Список используемой литературы:
Дж. Э. Мидвинтер “Волоконные световоды для передачи информации”,
Радио и связь, 1983;
Н. С. Капани “Волоконнпая оптика. Принципы и применения”,
Мир, 1969;
П. К. Чео “Волоконная оптика. Приборы и системы”
Энергоатомиздат,1988
Р. Тидекен “ Волоконная оптика и её применение”,
Мир, 1975
Сборник статей под ред. К.И. Блох “Световоды для передачи
изображения”,
Мир, 1961
-----------------------
[pic]
[pic]
[pic]
|
