Исследование элементов световодного тракта (стр. 2 из 5)
Основой юстировочных устройств служат основания 1 (рис. 5) На них расположены два узла. Один из них осуществляет линейное перемещение оправки с закрепленным элементом по трем взаимноперпендикулярным направлениям: линейное поперечное (ЛП), линейное продольное (ЛПР), линейное вертикальное (ЛВ).
Второй узел осуществляет угловое перемещение (поворот) оправки с закрепленным элементом в двух взаимноперпендикулярных плоскостях: вертикальной (УВ), и гоизонтальной (УГ).
Шаг резьбы микрометрических винтов, с помощью которых осуществляется перемещение в одном из 5 указанных выше направлений, одинаков и составляет 0,5 мм.
В состав узла, осуществляющего линейное перемещение, входят три подвижных платы (2, 3, 4), которые перемещаются в трех взаимноперпендикулярных направлениях, соответственно, микрометрическими винтами ЛПР1,2 (линейное продольное направление), ЛП1,2 (линейное поперечное направление), ЛВ1,2 (линейное вертикальное направление).
В состав узла, осуществляющего угловое перемещение, входят три вложенных друг в друга кольца 5, 6, 7. Внешнее кольцо 5 жестко связано с основанием 1. Кольца 6 и 7 закреплены так, что обеспечивается их вращение вокруг горизонтальной (6) или вертикальной (7) оси. Вращение осуществляется с помощью микрометрических винтов УГ (угловое горизонтальное перемещение) и УВ (угловое вертикальное перемещение).
Во внутреннем кольце 7 узла, осуществляющему угловое перемещение в юстировочном устройстве ЮУ1 (рис. 5), закреплена оправка 8 с лазерным диодом. На эскизе показан соединительный кабель, с помощью которого ЛД соединяется с блока питания БП«Источник оптического излучения».
К оправке 8 крепится поляризатор 17. Он вворачивается в оправку по резьбе на ее внутренней поверхности. Поворот поляризатора приводит к изменению уровня оптической мощности.
На плате 3 узла, осуществляющего линейное перемещение в юстировочном узле ЮУ1 (рис. 5), укреплен цилиндр 9 с внутренним отверстием. К нему крепится съемная оправка 10, в которой фиксируется коннектор FC исследуемого волоконного световода. Крепление оправки осуществляется с помощью фиксирующего винта ФВ1 (рис4).
В платах 3, 4 и цилиндре 9 имеются отверстия, через которые проходит исследуемый световод (рис. 5).
Рис. 5. Схема юстировочных устройств (ЮУ1 и ЮУ2)
Во внутреннем кольце 7 узла, осуществляющем угловое перемещение в юстировочном устройстве ЮУ2 (рис. 5), закреплен цилиндр 11 с центральным отверстием. В нем с помощью фиксирующего винта ФВ2 (рис. 2.3) крепится съемная оправка 12, в которой фиксируется коннектор FC исследуемого волоконного световода.
Исследуемый световод проходит через отверстия в крышке узла, осуществляющему угловое перемещение и цилиндре 11.
На плате 3 узла, осуществляющего линейное перемещение в юстировочном узле ЮУ2 (рис2.1, 2.3), укреплен цилиндр 14 с внутренним отверстием. В нем крепится телекамера 13. На внешней поверхности цилиндра 14 имеется резьба (М 40´0,5). По ней наворачивается оправка 16 с объективом 15. Перемещение оправки 16 по резьбе вдоль цилиндра 14 позволяет производить настройку изображения, формируемого телекамерой на экране монитора М (рис. 2.1) в том случае, если используется объектив телекамеры. На эскизе (рис. 5) показан кабель, соединяющий телекамеру с монитором.
Юстировочное устройство ЮУ2 служит для коррекции положения торца исследуемого световода относительно микрообъектива телекамеры.
12. Узел измерения потерь на изгибе световода (УИП). Узел состоит из двух оснований – верхнего 1 и нижнего 12 (рис. 6).
Рис. 6. Узел измерения потерь на изгибе световода
На верхнем основании крепятся:
– оправка фотодиода 2 с фотодиодом и кабелем для подключения его к фотоприемнику;
– оправка коннектора исследуемого световода 3, которая вставляется в оправку 2. При этом световой поток из выходного торца исследуемого световода полностью попадает на чувствительную площадку фотодиода. Оправка 3 – съемная. Она используется для стыковки выходного торца световода как с фотодиодом, так и с телекамерой. В последнем случае она вставляется в юстировочное устройство ЮУ2;
– исследуемый световод 4, в качестве которого используется либо одномодовый световода без защитной оболочки (желтый цвет буферного покрытия) с коннекторами типа FC – UPS, либо многомодовый световод без защитной оболочки (прозрачное буферное покрытие);
– неподвижные стойки 6;
– зажимы 10, в которых крепится исследуемый световод. Он вставляется в прорезь зажима и фиксируется стяжным винтом;
– пружины 11, которые служат для натяжения исследуемого световода.
В верхнем основании прорезана щель, в которой перемещается подвижная стойка 7.
На верхнем основании размещены также скобы для крепления коннекторов световодов и самих световодов. На рис. 6 они не показаны.
На нижнем основании 14 крепятся следующие элементы:
– микрометрический винт 9 с узлом крепления его к нижнему основанию 15;
– направляющие 13, в которых перемещается основание 14 подвижной стойки 7;
– пружины 15 с упором 16 для обеспечения обратного перемещения основания 14.
В состав узла измерения потерь входят также сменные втулки с внешними диаметрами 7 и 9 мм (по три втулки соответствующего размера). Их внутренний диаметр – 5 мм. Они одеваются на три стойки (две неподвижных и одну подвижную) для изменения радиуса изгиба исследуемого световода.
Исследуемый световод помещается между неподвижными и подвижной стойками (рис. 6). Перемещение подвижной стойки с помощью микрометрического винта изменяет длину изогнутого участка исследуемого световода. Перемещение подвижной стойки L отмечается по шкале микрометрического винта 9. Диаметр стойки D соответствует значению 5,7,9 мм (в зависимости от установленных втулок). Расстояние между втулками d=15 мм.
Длина изогнутого участка определяется выражением:
l = D*(arcsin((D/(L2 +d2)1/2) + arctg (L/d)).
1. Качественный анализ модовой структуры волоконных световодов
Цель работы:
– исследовать модовый состав волоконных световодов по распределению интенсивности в их поперечном сечении.
Порядок выполнения работы.
ВНИМАНИЕ! Перед каждым использованием в измерениях волоконных шнуров необходимо снять защитные колпачки с их торцов. После окончания работы с волоконным шнуром обязательно установить на его торцы снятые защитные колпачки.
ВСЕ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ СВЕТОВОДОВ ПРОИЗВОДЯТСЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЕМ.
В данной лабораторной работе используются следующие элементы (рис. 1 [Общая характеристика установки]):
– электронный блок питания БП «Источник оптического излучения»;
– лазерный диод ЛД;
– юстировочные устройства ЮУ1 и ЮУ2;
– многомодовый и одномодовый волоконный световод ВС;
– телекамера с микрообъективом;
– черно-белый монитор.
1. Закрепить входной торец многомодового (оранжевый цвет защитной оболочки) световода в узел юстировочного устройства ЮУ1, осуществляющий линейное перемещение (рис. 5). Для этого выполнить следующие операции. (Пункты 1 и 2 выполняются преподавателем).
1.1. С помощью микрометрического винта ЛПР1 переместить узел, осуществляющий линейное перемещение, в крайнее правое положение.
1.2. Отвернуть фиксирующий винт ФВ1 (рис. 5) и отсоединить съемную оправку 10.
1.3. Пропустить световод через отверстия в платах 2, 3 и цилиндре 9.
1.4. Закрепить коннектор FC световода в оправке 10, навернув фиксирующий винт коннектора.
1.5. Осторожно, не допуская резких изгибов световода, вставить оправку 10 на установочное место и закрепить ее фиксирующим винтом ФВ1.
2. Закрепить выходной торец световода в узел юстировочного устройства ЮУ2, осуществляющий угловое перемещение (рис. 5 [Общая характеристика установки]). Для этого выполнить следующие операции.
2.1. С помощью микрометрического винта ЛПР2 переместить узел, осуществляющий линейное перемещение, в крайнее правое положение.
2.2. Отвернуть фиксирующий винт ФВ2 (рис. 5) и отсоединить съемную оправку 12.
2.3. Пропустить световод через отверстия в кольцах 5,6,7 и цилиндре 11.
2.4. Закрепить коннектор FC световода в оправке 12, навернув фиксирующий винт коннектора.
2.5. Осторожно, не допуская резких изгибов световода, вставить оправку 12 на установочное место и закрепить ее фиксирующим винтом ФВ2.
3. Установить:
– ручки потенциометров регулировки тока накачки «грубо», «точно» на лицевой панели БПЛ (рис. 2) «Источник оптического излучения» в крайнее положение против часовой стрелки;
– кнопочный переключатель пределов изменения тока накачки – в положение 60 мА.
– с помощью соединительного кабеля подключить ЛД (рис. 1) к блоку «Источник оптического излучения». Соединение осуществляется с помощью разъема РС 4 ТВ, блочная часть которого расположена на лицевой панели.
4. Включить тумблер «сеть» на лицевой панели блока «Источник оптического излучения». При этом загорается его подсветка.
5. Включить питание монитора М и телекамеры ТК (рис. 1), нажав кнопочный переключатель на лицевой панели монитора. При этом после его прогрева наблюдается слабое свечение экрана монитора.
6. С помощью потенциометров «грубо», «точно», расположенных на лицевой панели блока «Источник оптического излучения» установить значение тока накачки лазерного диода Iн= 15мА. Контроль тока накачки осуществляется по стрелочному прибору на лицевой панели.
7. Выходной торец световода расположен напротив телекамеры. Оба элемента закреплены во втором юстировочном устройстве ЮУ2 (рис. 5). Изменяя угловое положение торца световода относительно телекамеры с помощью микрометрических винтов УВ2 и УГ2 и перемещая телекамеру в двух поперечных направлениях с помощью микрометрических винтов ЛП2 и ЛВ2, добиться появления изображения торца световода на экране монитора.