SU1735791A1

SU1735791A1 - Optical fiber tip

Info

Publication number: SU1735791A1
Application number: SU904784350A
Authority: SU
Inventors: Игорь Шакирович Невлюдов; Владимир Владимирович Молчанов; Мурад Анвер Оглы Омаров; Татьяна Владимировна Молчанова
Original assignee: Харьковский Институт Радиоэлектроники Им.Акад.М.К.Янгеля
Priority date: 1990-01-17
Filing date: 1990-01-17
Publication date: 1992-05-23

Abstract

Сущность изобретени : волоконно-оптический наконечник содержит систему втулок с эксцентричными отверсти ми дл юстировани световода относительно базовой цилиндрической поверхности наконечника . Сопр гаемые поверхности втулок выполнены конусными дл исключени зазоров . Система юстирующих втулок расположена в нерабочей широкой части наконечника, 5 ил.SUMMARY OF THE INVENTION: A fiber optic tip comprises a system of bushing with eccentric openings for aligning the light guide with respect to the base cylindrical surface of the tip. The mating surfaces of the sleeves are tapered to eliminate gaps. The system of adjusting sleeves is located in the non-working wide part of the tip, 5 Il.

Description

Изобретение относитс к элементам волоконной оптики и может быть использовано в разработках и производстве оптических соединителей и других компонентов систем волоконно-оптической техники.The invention relates to elements of fiber optics and can be used in the development and production of optical connectors and other components of fiber optic systems.

Основным требованием, предъ вл емым к оптическому наконечнику, вл етс , точное позиционирование закрепленного в нем волокна относительно базовой поверхности наконечника, чем достигаетс уменьшение потерь оптической мощности при сочленении наконечников.The main requirement for an optical tip is the precise positioning of the fiber fixed in it relative to the base surface of the tip, which results in a reduction in optical power loss when coupling the tips.

Известен оптический наконечник, содержащий штеккер, в отверстии которого установлены трубка с оптическим волокном и механизм, регулирующий положение трубки, снабженный круглым фланцем, концентрически расположенным относительно оси трубки.Known optical tip containing a plug, in the hole of which is installed a tube with optical fiber and a mechanism for adjusting the position of the tube, equipped with a round flange, concentrically located relative to the axis of the tube.

К недостаткам известного наконечника относитс наличие зазора между трубкой и штеккером, а также его сложность. Наличие зазоров может привести к попаданию в них различных предметов и пыли при эксплуатации , что, в конечном счете, отражаетс на оптических характеристиках наконечника.The disadvantages of the known tip are the presence of a gap between the tube and the plug, as well as its complexity. The presence of gaps can lead to the ingress of various objects and dust during operation, which, ultimately, is reflected in the optical characteristics of the tip.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс волоконно- оптический наконечник, содержащий выполненные с эксцентричными отверсти ми корпус, установленную в нем первую втулку, внутри которой размещена втора втулка с оптоволокном в осевом отверстии и наружной резьбой, при этом углы наклона конических поверхностей равны, а меньшие диаметры сопр гаемых поверхностей корпуса и первой втулки размещены со стороны торца наконечника.The closest in technical essence to the present invention is a fiber-optic tip containing an eccentric-apertured housing, a first sleeve mounted therein, inside which is placed a second sleeve with an optical fiber in an axial hole and an external thread, while the angles of inclination of the conical surfaces are equal, and smaller diameters of the mating surfaces of the housing and the first sleeve are located on the side of the tip end.

К недостаткам известного наконечника относ тс сложность конструкции и значительные его габариты.The disadvantages of the known tip include the complexity of the design and its significant dimensions.

Сложность конструкции наконечника определ етс тем, что размеры диаметров рабочих торцов первой и второй втулок чрезвычайно малы вследствие строго определенной величины диаметра (2,5 мм по ГОСТ) базовой поверхности наконечника.The complexity of the tip design is determined by the fact that the sizes of the diameters of the working ends of the first and second bushings are extremely small due to a strictly defined diameter value (2.5 mm according to GOST) of the base surface of the tip.

ww

fcfc

Ч СО СЛ ЧH SO SL H

ЮYU

Так, например, при диаметре в 0,46 мм медицинской иглы, в которую вклеено оптоволокно , минимальна ширина тела у торца второй втулки равна 50 мкм. Исход из изложенного выше, изготовление деталей наконечника представл ет определенную сложность и конструкци наконечника достаточно сложна,So, for example, with a diameter of 0.46 mm of a medical needle into which an optical fiber is glued, the minimum body width at the end of the second sleeve is 50 μm. Based on the above, the manufacture of parts of the tip is a certain complexity and the design of the tip is quite complicated,

Увеличение габаритов наконечника определ ет наличие резьбовых ручек и стенки штеккера, в которой выполнено сквозное резьбовое отверстие.An increase in the dimensions of the tip determines the presence of threaded knobs and the wall of the plug in which the through-threaded hole is made.

Целью изобретени вл етс упрощение конструкции. Указанна цель достигаетс тем, что у волоконно-оптического наконечника, содержащего корпус с эксцентрично установленной в нем первой втулкой, в которой эксцентрично установлена втора втулка, внутри которой размещен капилл р со световодом , при этом сопр гаемые поверхности корпуса и первой втулки, а также первой и второй втулок выполнены коническими с равными углами наклона, а меньший диаметр конического отверсти корпуса размещен со стороны рабочего торца корпуса, корпус выполнен в виде ступенчатого цилиндра , а перва и втора втулки размещены в части корпуса наконечника с большим диаметром, причем больший диаметр конического отверсти первой втулки расположен со стороны рабочего торца корпуса, а капилл р со световодом установлен во второй втулке и часть его расположена с зазором в части корпуса наконечника с меньшим диаметром. The aim of the invention is to simplify the design. This goal is achieved by the fact that the fiber-optic tip contains a housing with an eccentrically installed first sleeve in which an eccentric second sleeve is installed, inside which is placed a capillary with a light guide, with the matching surfaces of the housing and the first sleeve. and the second bushings are tapered with equal angles of inclination, and the smaller diameter of the conical opening of the housing is placed on the side of the working end of the housing, the housing is designed as a stepped cylinder, and the first and second The plates are located in a part of the tip body with a larger diameter, the larger diameter of the conical opening of the first sleeve is located on the side of the working end of the case, and a capillary with a light guide is installed in the second sleeve and part of it is located with a clearance in the part of the tip body with a smaller diameter.

На фиг. 1 представлен волоконно-оптический наконечник, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б нафиг.1; на фиг.4-сечение В-В на фиг. 1; на фиг. 5 - траектори перемещени волокна в наконечнике при юстировке.FIG. 1 shows a fiber optic tip, a general view; in fig. 2 is a section A-A in FIG. one; in fig. 3 - section BB nafig.1; FIG. 4 is a sectional view B-B in FIG. one; in fig. 5 shows the trajectory of fiber movement in the tip during alignment.

Оптический наконечник содержит корпус 1, первую 2 и вторую 3 втулки.The optical tip comprises a housing 1, a first 2, and a second 3 bushings.

Корпус 1, выполненный в виде ступенчатого цилиндра с фигурным сквозным отверстием , имеет со стороны рабочего торца центральный цилиндр 4 меньшего диаметра , наружна поверхность которого служит базовой поверхностью наконечника, и цилиндр большего диаметра с лысками и резьбой на его конце. Отверстие 5 в большем диаметре корпуса 1, которое имеет торец 6, выполнено конусным эксцентрично относительно наружной поверхности с углом при вершине 3 дл обеспечени самоторможени при сборке. При этом торец 6 расположен перпендикул рно к оси центрального цилиндра 4.The housing 1, made in the form of a stepped cylinder with a figured through hole, has on the side of the working end a central cylinder 4 of smaller diameter, the outer surface of which serves as the base surface of the tip, and a cylinder of larger diameter with flats and threads at its end. The opening 5 in the larger diameter of the housing 1, which has an end face 6, is made eccentrically tapered relative to the outer surface with an angle at the apex 3 in order to ensure self-braking during assembly. In this case, the end face 6 is perpendicular to the axis of the central cylinder 4.

Перва втулка 2 имеет вид конусного цилиндра, вершины конусных поверхностей которого расположены со стороны противоположных торцов. Углы при вершинах равны 3°, а со стороны нерабочего торца выполнен опорный цилиндр 7 с лысками; при этом сквозное отверстие втулки 2 относительно ее наружной поверхности расположено эксцентрично.The first sleeve 2 has the form of a tapered cylinder, the tops of the tapered surfaces of which are located on the side of the opposite ends. The angles at the vertices are 3 °, and on the side of the non-working end, there is a support cylinder 7 with a flip; while the through hole of the sleeve 2 relative to its outer surface is eccentric.

Втора втулка 3 с эксцентрично расположенным цилиндрическим торцом со стороны ее меньшего диаметра, с лыской и наружной резьбой на ее конце имеет форму усеченного конуса и сквозное ступенчатоеThe second sleeve 3 with an eccentric cylindrical end located on the side of its smaller diameter, with a flat and external thread at its end has the shape of a truncated cone and a through stepped

эксцентрично расположенное отверстие 8 дл закреплени эпоксидной смолой капилл ра 9 и оптоволокна 10 в отверстии последнего . Торцы капилл ра 9 оптоволокна 10 расположены в одной плоскости.an eccentric hole 8 for fixing the capillary 9 with epoxy resin and the optical fiber 10 in the hole of the latter. The ends of the capillary 9 of the optical fiber 10 are located in the same plane.

Во врем сборки оптического наконечника в отверстии корпуса 1 большего диаметра располагаетс перва втулка 2, а в отверстии последней - втора втулка 3. Капилл р 9 с оптоволокном 10 размещаетс вDuring the assembly of the optical tip in the opening of the housing 1 of a larger diameter, the first sleeve 2 is located, and the second sleeve 3 is located in the opening of the latter. A capillary 9 with optical fiber 10 is placed in

отверстии центрального цилиндра 4 с гарантируемым зазором. Указанные детали наконечника собираютс в узел с помощью гаек 11, 12 и шайбы 13.center cylinder bore 4 with guaranteed clearance. These tip parts are assembled into the assembly with nuts 11, 12, and washers 13.

Юстировка предлагаемого оптическогоAdjustment of the proposed optical

наконечника осуществл етс на специальном приспособлении, которое не относитс к конструкции наконечника и монтируетс на рабочем месте оператора, оснащенном лампой подсвечивани и оптическим микроскопом (не показаны).the tip is carried out on a special device that is not related to the design of the tip and is mounted on an operator’s workplace equipped with a backlight lamp and an optical microscope (not shown).

Специальное приспособление содержит основание 14с вертикальной стойкой, в отверсти х которой шарнирно закреплены нажимной рычаг 15 и с помощью гайки 16The special device comprises a base 14 with a vertical stand, in the openings of which the push lever 15 is hinged and with the help of a nut 16

подпружиненный упор 17. Кроме того, в основании 14 выполнено отверстие дл запрессовки полиуретановой втулки 18, осевое отверстие которой несколько меньше наружного диаметра центрального цилиндра 4.spring stop 17. In addition, in the base 14 there is a hole for fitting the polyurethane sleeve 18, the axial hole of which is slightly smaller than the outer diameter of the central cylinder 4.

Дл юстировки оптического наконечника его центральный цилиндр 4 с нат гом завод т в осевое отверстие втулки 18 до упора в основание 14 приспособлени . ПриTo align the optical tip, its central cylinder 4 with tension is inserted into the axial bore of the sleeve 18 until it stops at the base 14 of the tool. With

этом рычаг 15 упираетс в шайбу 13 наконечника , а объектив микроскопа располагают в непосредственной близости от рабочего торца оптического наконечника, оптоволокно 10 подсвечиваетс лампой сThis lever 15 rests on the nozzle washer 13, and the microscope objective is placed in the immediate vicinity of the working end of the optical tip, the optical fiber 10 is illuminated with a lamp with

противоположного торца.opposite end.

При вращении корпуса 1 и второй втулки 3 относительно неподвижной первой втулки 2 с помощью специальных ключей (не показаны), которые охватывают лыски соответствующих деталей, осуществл етс юстировка наконечника.When the housing 1 and the second sleeve 3 are rotated relative to the fixed first sleeve 2, the tip is adjusted using special keys (not shown) that cover the flats of the respective parts.

Во врем вращени корпуса 1 при юстировке наружна поверхность центрального цилиндра 4 вращаетс в отверстии втулки 18 без биени и повреждени базовой поверхности , вследствие соответствующих свойств полиуретана, который как бы смазывает соприкасающуюс поверхность наконечника , уменьшает трение и предотвращает по вление задиров на последней .During rotation of the housing 1 during alignment, the outer surface of the central cylinder 4 rotates in the opening of the sleeve 18 without beating and damaging the base surface, due to the corresponding properties of polyurethane, which lubricates the contacting surface of the tip, reduces friction and prevents scoring on the latter.

Во врем вращени дл юстировки деталей наконечника оператор наблюдает через окул р микроскопа перемещение подсвеченной сердцевины оптоволокна 10. При этом центр центрального цилиндра 4 в плане-перемещаетс по траектории Ж, а центр сердцевины оптоволокна 10 - по траектории Д.During rotation for alignment of parts of the tip, the operator observes through the eye of the microscope the movement of the illuminated core of the optical fiber 10. In this case, the center of the central cylinder 4 in the plan-moves along the trajectory Ж, and the center of the core of the optical fiber 10 — along the trajectory D.

Юстировка - это совмещение центров наружной поверхности цилиндра 4 и сердцевины оптоволокна 10. Место этого совмещени -точки П и Г2. Размеры диаметров траекторий перемещени выше указанных центров при юстировке могут мен тьс вследствие наличи соответствующих допусков на изготовление деталей наконечника и, как следствие, измен тьс места расположени точек П и Г2. Возможность к изменению мест расположени точек встреч при юстировке обеспечивает компенсацию допусков на изготовление как наружной поверхности центрального цилиндра 4, так и расположени оптоволокна 10.Adjustment is the combination of the centers of the outer surface of the cylinder 4 and the core of the fiber 10. The location of this combination is points P and G2. The dimensions of the diameters of the trajectories of movement above the indicated centers during adjustment may vary due to the presence of appropriate tolerances for the manufacture of parts of the tip and, as a result, the locations of the points P and G2 change. The ability to change the locations of the meeting points during alignment provides compensation for tolerances for manufacturing both the outer surface of the central cylinder 4 and the location of the optical fiber 10.

Биение подсвеченной сердцевины оптоволокна 10, т.е. качество юстировки, определ етс при вращении одновременно всех деталей наконечника как единого целого в отверстии втулки 18 специального приспособлени .The beating of the illuminated core of the optical fiber 10, i.e. the quality of the adjustment is determined by simultaneously rotating all the parts of the tip as a whole in the hole of the sleeve 18 of the special tool.

Возможна юстировка данного типа наконечника и при вращении втулок 2 и 3 относительно неподвижного корпуса 1. Биение подсвеченной сердцещмны оптоволокна 10 относительно боковой поверхности центрального цилиндра 4 в данном случае определ етс аналогично.The possible adjustment of this type of tip is also possible by rotating the sleeves 2 and 3 relative to the fixed case 1. The beating of the illuminated core of the optical fiber 10 relative to the lateral surface of the central cylinder 4 in this case is determined similarly.

Дл окончательного закреплени отъюстированного наконечника используетс дополнительное вращение гаек 11 и 12, приFor the final fastening of the trimmed tip, additional rotation of the nuts 11 and 12 is used, with

котором вследствие усиленного контакта сопр гаемых конусных поверхностей деталей достигаетс их стопорение.which, due to the enhanced contact of the mating conical surfaces of the parts, their locking is achieved.

Дл устранени возможности отвинчивани гаек 11 и 12 в собранном наконечнике , при эксплуатации данного типа наконечники резьбы соответствующих деталей перед сборкой смазывают эпоксидной смолой.In order to eliminate the possibility of unscrewing the nuts 11 and 12 in the assembled tip, during operation of this type, the thread tips of the respective parts are lubricated with epoxy resin before assembly.

По сравнению с прототипом предложенный оптический наконечник имеет более простую конструкцию и меньшие габариты.Compared with the prototype of the proposed optical tip has a simpler design and smaller dimensions.

Простота конструкции наконечника достигаетс тем, что относительно большие конусные поверхности его деталей размещаютс вне отверсти центрального цилиндра , наружный диаметр которого равен 2,5 мм. Вследствие этого величины допусков наThe simplicity of the design of the tip is achieved by the fact that the relatively large conical surfaces of its parts are placed outside the orifice of the central cylinder, the outer diameter of which is 2.5 mm. Due to this tolerance

размеры деталей наконечника за исключением базовой поверхности теоретически не ограничены.the dimensions of the parts of the tip with the exception of the base surface are theoretically unlimited.

Уменьшение радиальных и линейных габаритов предлагаемого наконечника достигнуто путем ликвидации резьбовых ручек и стенки штеккера, в которой выполнено сквозное резьбовое отверстие.The reduction of the radial and linear dimensions of the proposed tip is achieved by eliminating the threaded handles and the wall of the plug, in which the through-threaded hole is made.

Claims

Invention Formula

A fiber-optic tip, comprising a housing with an eccentric first bushing installed in it, in which a second bushing is mounted eccentrically, inside which a capillary with a light guide is placed, while the matching surfaces of the casing and the first bushing, and the first and second bushing are conical with equal angles of inclination, and the smaller diameter of the conical opening of the housing is placed on the side of the working end of the housing, which is characterized by the fact that, in order to simplify the construction, the housing is made in the form of a stepped cylinder, and And the second bushings are located in a part of the tip body with a larger diameter, with a larger diameter of the tapered hole of the first sleeve located on the side of the working end of the body, and a capillary with light guide is installed in the second sleeve and part of it is located with a clearance in the part of the tip body with a smaller diameter.

BUT

Phage. 2

75

Fig.Z

FIG A

rrrz

FI.5