Изготовление и контроль оптических деталей - Ефремов А.А.
Скачать (прямая ссылка):
После построения зависимости пластину 3 устанавливают в исходное положение. Снимают образцовое зеркало 1 и на его место устанавливают контролируемое зеркало 6. Схему тщательно юстируют. Измеряют максимальную выходную мощность Pj лазера. По градуировочной кривой (см. рис. 20.15, б) определяют величину потерь аь вносимых в резонатор лазера контролируемым зеркалом 6 по отношению к параметрам лазера с образцовым зеркалом 1. Данная поверка важна, так как потери величиной около 5% приводят к срыву излучения гелий-неоновых лазеров. Интерференционные зеркала, предназначенные для работы в резонаторах твердотельных лазеров, такой проверке не подвергают.
а.
232
20.7. Детали волоконной оптики
Разнообразные детали волоконной оптики используют для передачи света, оптического изображения, изменения масштаба изображения и других целей. В соответствии с назначением детали выполняют в виде жгутов волоконно-оптических световодов с нерегулярной укладкой волокон — осветительные световоды; с регулярной укладкой волокон — световоды для передачи изображения, фоконов — стержней световодов из волокон с переменной по длине площадью поперечного сечения, например стержней в виде конуса, и т. д.
Основой всех деталей волоконной оптики служит одножильный световод (рис. 20.16). Он состоит из световедущей стеклянной жилы i и светоизолирующей стеклянной оболочки 2. Марки стекол, а следовательно, и их показатели преломления выбраны с учетом обеспечения многократного полного внутреннего отражения яучей на границе жила — оболочка. Это достигается, когда показатель преломления материала жилы больше показателя преломления материала оболочки.
Для увеличения светопропускания материал жилы имеет минимальный коэффициент светопоглощения, не превышающий 0,05—0,1% на 1 см длины жилы. Диаметральное сечение одножильного световода от 5 до 100 мкм зависит от его назначения. Толщина оболочки составляет около 1 мкм. Волоконно-оптические жгуты, выпускаемые промышленностью, имеют длину световедущих жил до 1,5 м.
При изготовлении жгутов волоконной оптики производят вытяжку единичных световедущих жил из расплава стекол; укладку или спекание их; заделку жгутов в оболочки и наконечники; обработку их торцов; контроль параметров. На рис. 20.17 показан гиб-
1 2 . 2
Рис. 20.16. Одножильный световод
Рис. 20.17. Гибкий волоконный жгут
кий жгут оптических волокон 4, заделанный в синтетическую оболочку 3 из поливинилхлоридной трубки. Наконечники 2 на концах жгута предназначены для его крепления при эксплуатации. Торцы 1 жгута — плоские полированные поверхности.
При изготовлении фоконов заделку в оболочки и наконечиики не производят, но дополнительно выполняют местное растяжение
233
разогретой заготовки спеченного пучка волокон вдоль оси, чтобы обеспечить заданное изменение поперечного сечения пучка по длине.
Вытяжку единичных световедущих жил осуществляют по схеме, показанной на рис. 20.18. Два концентрично расположенных тигля
заполнены расплавом стекол’ жилы' 1 и оболочки 2. Каждый тигель разделен на отдельные камеры (на рисунке не показаны) перегородками, образуя систему сообщающихся сосудов. Такая конструкция тиглей способствует лучшему осветлению стекла и уменьшению дефектов волокна. В дне тиглей имеются два коак-сиально расположенных подогреваемых нагревателем 3 патрубка. Сечение этих патрубков определяет поперечное сечение световодов и может быть круглым, квадратным или шестигранным.
При включении нагревателя 3 стекла вытекают из патрубков и стекло оболочки 2 обволакивает стекло жилы 1. Материалы стекол подбирают по физико-хими-ческим свойствам такими, чтобы на поверхности их раздела при изготовлении световода не происходило кристаллизации, не было пузырности и других аналогичных явлений, ухудшающих параметры световолокна по светопропусканию, светорассеянию, механической прочности.
Соприкосновение вытекающего из патрубков стекла с окружающим воздухом способствует охлаждению и образованию твердой стеклянной нити 4. Нить 4 заправляют в ролики 5. Вращающиеся ролики 5 вытягивают стеклянную нить 4. Причем заданный диаметр нити регулируется скоростью вытягивания и изменением температуры нагревателя 3.
При вытягивании жестких световодов нить 4 заданной длины отрезается ножом 6 и падает в накопитель 7. При вытягивании гибких световодов выходящая из патрубков стеклянная нить 4 проходит замасливающее устройство 8 (рис. 20.18, б) и с помощью управляющего ролика послойно с заданным шагом наматывается на бобину 9. Заполненную волокном бобину снимают. Волокно обжимают струбцинами и разрезают на жгуты.
90 1Q1)
закрепляют в обжимку 2 виброустройства, в котором жгут подвергают вибрациям с одновременной промывкой подмыленной дистиллированной водой 1. При этом из жгута выпадают поломан-
Рис. 20.18. Схема вытяжки: а — жестких, б — гибких единичных световодов
234
ные волокна 3 и смывается масляная пленка. Жгут переворачивают, зажимают другой его конец и операцию повторяют. Процесс удаления поломанных волокон и виброукладки заканчивают промывкой чистой дистиллированной водой и сушкой, ^атем торцы жгута проклеивают клеящим составом и жгут помещают в вакуумную термопечь, где клей полимеризуется, а постоянная откачка атмосферы из печи способствует удалению летучих компонентов клеящего вещества на основе эпоксидных смол. По торцу жгут разделяют, раскалывая ножом на заготовки заданного размера.
