Световод

Световод

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(1 t> 940120

Союз Советскик

Социалистически

Республик

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.09.76 (2 1 ) 2406293/18-10 (5 I ) M. Кл.

Cj02 В 5/14 с присоединением заявки И

Гееудерстеанный комитет

СьСР ао делом изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.06.82. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 03,07.82 (53) УДК 681.7. .068(088.8) (72) Авторы изобретения

В. Б. Вейнберг и Б. М. Лавринович (7l ) Заявитель (54) С BETOBOll

Изобретение относится к оптической связи и может быть использовано для передачи световой энергии, например, в светотехнике, гелиотехнике и информации.

Известны световоды, выполненные в виде стеклянных труб с гладкой внутрен5 ней поверхностью (1) .

Недостатками световодов являются невозможность передачи по ним мощных световых потоков на большие расстояния

1О и низкая их числовая апертура.

Наиболее близкими по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому являются световоды, состоящие из ряда положительных линз, ус15 тановленных с промежутками, равными их фокусному расстоянию )2) .

Недостатком известных световодов является то, что при работе все лучи . пронизывают все линзы и ослабляются за счет френелевских потерь и поглощением в толще линз.

Иель изобретения - увеличение светопропускания.

Поставленная цель достигается тем, что в световоде, состоящем из ряда положительных линз, установленных с про- межутками, равными их фокусному расстоянию, линзы выполнены кольцевыми, причем ширина кольцевой зоны удовлетворяет условию

b= uf, где Ь - ширина кольцевой зоны;

- фокусное расстояние линзы, V - апертурный угол наклона лучей источника излучения.

Линзы выполнены торического профиля, причем центры образующих окружностей удалены от периферии на расстояние, равное ширине или удвоенной ширине кольцевой зоны.

Кроме того, линзы выполнены спиральными или пютиндрическими.

На фтц . 1 изображен световод, состоящий из торических кольцевых линз; на фиг. 2 и 3 -,схемы расположения коль цевых линз; на фиг. 4 — конструкция световода в виде спиральной линзы; на фиг. 59401 конструкция световода прямоугольного сечения с цилиндрическими линзами.

Световод состоит из кольцевых линз 1, каркаса 2 и трубы 3, предохраняюшей линзы от повреждения и загрязнения. 5

Световод по схеме (фиг. 2) обеспечивает постоянный наклон 0 каждого отдельного луча на всей длине световода.

Это позволяет передавать по нему одновременно несколько независимых световых 10 потоков разного наклона и селектировать их на выходе. В таком световоде фокальные линии -Р удалены от оси световода на расстояние 2 радиуса отверстия кольцевых линз. На фиг. 2 показан ход 15 трех параллельных лучей с наклоном ц, Ход лучей после преломления в 2-х - 3-х линзах подобен тому, какой был бы в зер кальном световоде (поз. 4).

Световод по схеме (фиг. 3) обеспе- щ чивает наибольшее светопропускание, так как лучи, падаюшие на кольцевую линзу, пройдя ее, сразу направляются в полость световода. Ход лучей трех наклонов 0, 0,5 U u u = 0 показан на схемах 0 6 25 и

После преломления при возврашении лучей в полость световода каждый луч меняет свой наклон, однако последний ни для одного луча не выходит за пре- 50 делы 0 . .Инверсия лучей при каждой встрече с линзой обеспечивает практически полное равенство времени пробега всех лучей через световод. Такой ход лучей обеспечивается тем, что фокальные

35 линии линз удалены от периферии световода на двойную ширину кольцевой линзы 2Ь

Торические кольцевые линзы могут быть заменены спиральными или цилиндрическими. Световод в виде спиральной линзы (фиг. 4) не требует специальных оправ, снимает температурные напряжения линз и обеспечивает установку шага линз соответствующим растяжением или

45 сжатием спирали. Спиральная линза может быть изготовлена, например, методом прессовыдавливания и намотки на барабан прозрачного материала в размягченном состоянии.

В световоде прямоугольного сечения (фиг. 5) цилиндрические линзы располо« жены по поверхностям световодного канала перпендикулярно оси световода. Ра20 4 бота световода аналогична описаннной выше, однако параметры (фокусные расстояния, ширина и соответственно U горизонтальных и вертикальных линз) могут быть не одинаковыми.

Предлагаемый световод позволяет уменьшить потери света за счет увеличения длины пробега лучей от одной линзы до следуюшей, а также за счет умень шения их толщины, что увеличивает светопропускание световода.

Формула изобретения

1. Световод, состоящий из ряда положительных линз, установленных с промежутками, равными их фокусному расстоянию, отличающийся тем, что, с целью увеличения светопропускания, линзы выполнены кольцевыми, причем ширина кольцевой зоны удовлетворяет условию b-- uf, где 5 - ширина кольцевой зоны;

- фокусное расстояние линзы; у — апертурный угол наклона лучей источника излучения.

2.Световодпоп. 1, отличаю— ш и и с я тем, что линзы выполнены торического профиля, причем центры образуюших окружностей удалены от периферии на расстояние, равное ширине кольцевой зоны.

З.Световодпопп. 1 и2, о тлич а ю ш и и с я тем, что центры образуюших окружностей торического профиля удалены от периферии на расстояние, равное удвоенной ширине кольцевой зоны.

4. Световод по пп. 1, 2 и 3, о тл и ч а ю ш и и с я тем, что линзы выполнены спиральными.

5. Световод по пп. 1, 2 и 3, о т— личаюшийся тем,чтолинзывыполнены цилиндрическими.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Вейнберг В. Б., Саттаров Д. К.

Оптика световодов. Л., "Машиностроение, 1969, с. 151.

2. Яесег Ф,Н.,ЬеИ БзМ. Tecbn.

1966, 7 43. No 3, р. 451 -471 (прототип).