Устройство ввода некогерентного излучения в световод

Устройство ввода некогерентного излучения в световод

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к волоконно-оптической технике и предназначено для использования при создании волоконно-оптических интроскопов и источников дистанционного электропитания на базе световодов.

Известно устройство, содержащее линзу и сферическое зеркало, расположенные на одной оптической оси с источником некогерентного оптического излучения и световодом по разные стороны от источника некогерентного оптического излучения (Миров П.И., Кеткович А.А., Саттаров Д.В. Волоконно-оптическая интроскопия. - Л.: Машиностроение. - 1987. - 286 с.).

Это устройство обладает низкой эффективностью ввода излучения в световод из-за широкой диаграммы направленности источника некогерентного оптического излучения и его низкой яркости.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности ввода излучения от источника некогерентного оптического излучения в световод.

Задача, на решение которой направлено техническое решение, достигается тем, что в известном устройстве ввода некогерентного излучения в световод, содержащем последовательно установленные на одной оптической оси и оптически связанные зеркало, источник некогерентного оптического излучения, линзу и световод, введены светофильтр, блок градиентных стержневых линз, У-ветвители, линза имеет эллипсоидальную поверхность и установлена в боковое отверстие зеркала, выполненного в виде полого шара с внутренним зеркальным покрытием, источник некогерентного оптического излучения расположен внутри полого шара так, что оптический центр источника некогерентного оптического излучения совпадает с центром зеркала, причем блок градиентных стержневых линз, У-ветвители и световод расположены вплотную друг за другом, а светофильтр расположен перед блоком градиентных стержневых линз.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит источник некогерентного оптического излучения 1, сферическое зеркало 2, линзу с эллипсоидальной поверхностью 3, светофильтр 4, блок градиентных стержневых линз 5, У-ветвители 6, световод 7. Стрелками показан ход световых лучей.

При отсутствии напряжения на источнике некогерентного оптического излучения 1 оптическое излучение в световоде отсутствует.

При поступлении напряжения на источник некогерентного оптического излучения 1 его излучение, сконцентрированное сферическим зеркалом 2 и линзой с эллиптической поверхностью 3, выходит из нее в виде квазипараллельного пучка и, пройдя через светофильтр 4, попадает на блок градиентных стержневых линз 5. Далее излучение проходит через градиентные стержневые линзы. Градиентные стрежневые линзы соединены попарно с помощью У-ветвителей 6, выводы У-ветвителей в свою очередь соединены между собой также попарно, а вывод последнего У-ветвителя соединен со световодом 7. Соответственно излучение, пройдя через блок градиентных стержневых линз 5 и У-ветвители 6, попадает в световод 7.

Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом обеспечивает более высокую эффективность ввода излучения от источника некогерентного оптического излучения в световод. Это обеспечивается тем, что излучение источника некогерентного излучение 1, сконцентрированное сферическим зеркалом 2 и линзой с эллиптической поверхностью 3, выходит из нее в виде квазипараллельного пучка и, пройдя через светофильтр 4, далее попадает на блок градиентных стержневых линз 5. Диаметр блока стрежневых линз выбирается равным диаметру квазипараллельного пучка. Далее световой поток проходит через градиентные стержневые линзы. Градиентные стрежневые линзы соединены попарно с помощью У-ветвителей 6, выводы У-ветвителей в свою очередь соединены между собой также попарно, а вывод последнего У-ветвителя соединен со световодом 7. Соответственно излучение, пройдя через блок градиентных стержневых линз 5, У-ветвители 6, попадает в световод 7.

Таким образом, весь световой поток передается в световод, а потери излучения в предлагаемом устройстве обусловлены только поглощением в оптических элементах, причем эти потери соизмеримы с аналогичными потерями прототипа.

Задача светофильтра отсечь ту часть спектра, которая не используется тем устройством, к которому свет подводится световодом, обеспечивая тем самым снижение термического разогрева световода.

При практической реализации устройства, например при использовании в качестве источника некогерентного излучения в составе устройства галогенную лампу типа КНТ-9-75 мощностью 75 Вт эффективность ввода некогерентного оптического излучения в световод может достигать 85%, так как потери оптического излучения обусловлены только поглощением в оптических элементах, они малы и соответственно мощность излучения, введенная в световод, может достичь примерно 64 Вт.

Предлагаемое устройство ввода некогерентного оптического излучения в световод позволяет существенно снизить габариты осветительной системы и сделать его более экономичным за счет повышения эффективности ввода некогерентного излучения в световод.

Устройство ввода некогерентного оптического излучения в световод, содержащее последовательно установленные на одной оптической оси и оптически связанные зеркало, источник некогерентного оптического излучения, линзу и световод, отличающееся тем, что дополнительно введены светофильтр, блок градиентных стержневых линз, У-ветвители, линза имеет эллипсоидальную поверхность и установлена в боковое отверстие зеркала, выполненного в виде полого шара с внутренним зеркальным покрытием, источник некогерентного оптического излучения расположен внутри полого шара так, что оптический центр источника некогерентного оптического излучения совпадает с центром зеркала, причем блок градиентных стержневых линз, У-ветвители и световод расположены вплотную друг за другом, а светофильтр расположен перед блоком градиентных стержневых линз.