волоконный световод
Классы МПК: | |
Автор(ы): | Сорокин Ю.В., Сорокин В.В. |
Патентообладатель(и): | Товарищество с ограниченной ответственностью "ТОП" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1994-04-01 публикация патента:
20.05.1996 |
Использование: волоконно-оптические линии связи. Сущность изобретения: волоконный световод содержит сердечник, световодный слой, расположенный на поверхности сердечника и выполненный с определенной толщиной и показателем преломления, большим показателя преломления сердечника, и защитную оболочку, выполненную в виде напыленной на световодный слой пленки металла с коэффициентом температурного расширения, равным коэффициенту материала сердечника или близким ему. 3 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
Волоконный световод, содержащий сердечник, световодный слой, расположенный на поверхности сердечника и выполненный с показателем преломления, большим показателем преломления сердечника, и защитную оболочку, отличающийся тем, что световодный слой выполнен с толщиной h, удовлетворяющей условиеh = 0,5
![волоконный световод, патент № 2060520](/images/patents/412/2060030/183.gif)
![волоконный световод, патент № 2060520](/images/patents/412/2060064/955.gif)
![волоконный световод, патент № 2060520](/images/patents/412/2060030/183.gif)
![волоконный световод, патент № 2060520](/images/patents/412/2060030/183.gif)
где
![волоконный световод, патент № 2060520](/images/patents/412/2060064/955.gif)
N число мод излучения, распространяющихся в световодном слое,
при этом защитная оболочка выполнена в виде напыленной на световодный слой пленки металла с коэффициентом температурного расширения, равным коэффициенту материала сердечника или близким ему.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к оптоэлектронике, волоконной оптике и может быть использовано для волоконно-оптических линий связи, в авиации, космонавтике и народном хозяйстве в областях: радиоэлектронике, медицине, машиностроении. Известны световоды [1] состоящие из сердечника, оболочек из полимеров и имеющие коэффициент преломления оболочки меньше или равной коэффициенту преломления сердечника. Недостатком являются повышенные потери из-за паразитных волн, уходящих из световода, повышенная дисперсия и узкая полоса частот, низкие: прочность, температуростойкость и помехоустойчивость. Наиболее близким аналогом к изобретению является волоконный световод [2] содержащий сердечник, световодный слой, расположенный на поверхности сердечника и выполненный с показателем преломления, большим показателя преломления сердечника, защитную оболочку. Недостатком являются высокие потери излучения за счет рассеяния в оболочке, низкая помехозащищенность от внешних шумов, низкая механическая прочность и температуроустойчивость. Целью изобретения является повышенная помехозащищенность от внешних шумов и повышенная механическая прочность, повышенная плотность энергии передаваемой по световоду, отсутствие потерь излучения из-за рассеяния в оболочке, высокая температуростойкость. Для осуществления цели на поверхности сердечника световодный слой выполнен толщиной h, удовлетворяющей условиюh=0,5 5
![волоконный световод, патент № 2060520](/images/patents/412/2060030/183.gif)
![волоконный световод, патент № 2060520](/images/patents/412/2060064/955.gif)
![волоконный световод, патент № 2060520](/images/patents/412/2060030/183.gif)
![волоконный световод, патент № 2060520](/images/patents/412/2060030/183.gif)
![волоконный световод, патент № 2060520](/images/patents/412/2060064/955.gif)
N число мод излучения, распространяющихся в световодном слое, защитная оболочка выполнена в виде напыленной на световодный слой пленки металла с коэффициентом температурного расширения, равным коэффициенту материала сердечника или близким ему. На фиг. 1-3 показано предлагаемое устройство. Волноводный световод состоит из сердечника 1, световодного слоя 2, защитной оболочки 3 из напыленной пленки металла. Волоконный световод работает следующим образом (фиг. 2). На входную апертуру 4 поступает излучение 5, под углом к оси световода распространяется мода 6 излучения, внутри световодного слоя 2 происходит распространение N мод излучения за счет полного отражения от зеркальной поверхности металлизированного покрытия 3 от границы области с более низким коэффициентом преломления сердечника, прошедшая мода излучения распространяется по оболочке, внешние помехи 7 экранируются металлизированным покрытием. Обоснование функционирования световода имеет следующий вид. Процессы распространения излучения в световоде опираются на соотношения показателей преломления среды распространения излучения и окружающих оболочек. В световоде канализируется направленная волноводная мода или выходят из оболочки излучательные, радиационные моды. На фиг. 3 приведено схематичное расположение мод в многослойной световодной структуре. На плоскую поверхность световедущего слоя 2 поступает излучение под углом
![волоконный световод, патент № 2060520](/images/patents/412/2060084/920.gif)
![волоконный световод, патент № 2060520](/images/patents/412/2060084/920.gif)
![волоконный световод, патент № 2060520](/images/patents/412/2060084/920.gif)
![волоконный световод, патент № 2060520](/images/patents/412/2060084/920.gif)
sin
![волоконный световод, патент № 2060520](/images/patents/412/2060084/920.gif)
![волоконный световод, патент № 2060520](/images/patents/412/2060030/183.gif)
![волоконный световод, патент № 2060520](/images/patents/412/2060084/920.gif)
![волоконный световод, патент № 2060520](/images/patents/412/2060211/8800.gif)
![волоконный световод, патент № 2060520](/images/patents/412/2060084/920.gif)
![волоконный световод, патент № 2060520](/images/patents/412/2060084/920.gif)
![волоконный световод, патент № 2060520](/images/patents/412/2060084/920.gif)
![волоконный световод, патент № 2060520](/images/patents/412/2060084/920.gif)
![волоконный световод, патент № 2060520](/images/patents/412/2060084/920.gif)
![волоконный световод, патент № 2060520](/images/patents/412/2060084/920.gif)
![волоконный световод, патент № 2060520](/images/patents/412/2060084/920.gif)
![волоконный световод, патент № 2060520](/images/patents/412/2060084/920.gif)
![волоконный световод, патент № 2060520](/images/patents/412/2060064/955.gif)
hкр= 0,25
![волоконный световод, патент № 2060520](/images/patents/412/2060030/183.gif)
![волоконный световод, патент № 2060520](/images/patents/412/2060064/955.gif)
![волоконный световод, патент № 2060520](/images/patents/412/2060030/183.gif)
h толщина светового слоя. При величине r=50 мкм, h=2 мкм, тогда выигрыш по сравнению с традиционным в 51 раз. При увеличении энергии, передаваемой по световоду, возможно его жидкостное охлаждение за счет металлизированного покрытия. Металлизированное покрытие с хорошей помехозащищенностью создает прочное защитное покрытие, позволяющее использовать волокно в агрессивной, высокотемпературной среде, нанесение ферромагнитного покрытия позволит эффективно экранировать от магнитных полей. Коэффициент температурного объемного расширения металлизированного покрытия близок или равен коэффициенту материала сердечника и его близость определяется промежутком значений разности коэффициентов материала сердечника и световодного слоя. Возможные значения разности определяются известными: прочностью на разрыв и сжатие используемых материалов, минимизацией температурной деформации и повышением механической прочности волокна. Необходимость и актуальной создания данного световода подтверждаются увеличивающимся объемом и скоростью обмена информации, повышающимися требованиями к помехоустойчивости и уменьшающимися ресурсами стратегических материалов.