Стыковочный элемент для стыковки торцами двух оптических волокон различного диаметра вследствие допуска на изготовление

 

Использование: устройство для стыковки оптических волокон. Сущность изобретения: стыковочный элемент представляет собой пластину, согнутую вдоль канавки, делящей ее на две ножки, которые притягиваются друг к другу и зажимают стыкуемые торцами оптические волокна тремя опорными поверхностями, причем две опорные поверхности расположены на одной ножке, а третья - на другой. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к элементам для стыковки оптических волокон.

Оптическое волокно, используемое в телекоммуникациях, большей частью представляет собой одиночное стекловолокно. Оно обычно содержит центральную стеклянную сердцевину диаметром 8 1 мкм, через которую передается оптический сигнал. Сердцевина окружена стеклянной оболочкой, диаметр которой составляет 125 3 мкм. Оболочка имеет коэффициент преломления, отличный от коэффициента преломления сердцевины. Для обеспечения стыковки с небольшими потерями необходимо центрировать сердцевинные части стыкуемых волокон с точностью в пределах 10% диаметра сердцевины, или менее 1 мкм.

Известны устройства для центрирования и выравнивания стыкуемых волокон путем принудительного заведения волокон в несогласующуюся с ними У-образную канавку. Эти устройства функционируют удовлетворительно, поскольку волокна, которые стыкуются, имеют одинаковый диаметр (патенты США N 4029390, 4274708 и 4729619). Но когда стыкуемые волокна имеют диаметр противоположных концов 122 и 128 мкм, устройства с У-образной несогласующейся канавкой не обеспечивает требуемой точности совпадения сердцевин волокон.

Известно также устройство для стыковки (патент США N 4824197), выбранное в качестве прототипа. В нем используются три поверхности контакта с волокнами, подвижные одна относительно другой и выполненные на сгибаемой пластине.

Это устройство не обеспечивает равномерной упругой деформации поверхностей контакта для каждого из стыкуемых волокон.

Сущность изобретения заключается в следующем. Стыковочный элемент выполнен из пластины упругодеформируемого материала, металлического или полимерного. На одной части пластины выполнены две поверхности, контактирующие с оптическими волокнами, а на другой части пластины, отделенной от первой канавкой, выполнена третья контактирующая поверхность. Пластина имеет возможность сгибаться, причем канавка, разделяющая пластину на две части, является линией сгиба. Пластина в согнутом положении образует тремя контактирующими поверхностями канал для стыкуемых оптических волокон. При этом каждая контактирующая поверхность располагается под острым углом к другим контактирующим поверхностям.

На фиг. 1 показана пластина, образующая стыковочный элемент, вид в плане; на фиг. 2 - то же, торцевой вид; на фиг. 3 - сложенный стыковочный элемент, вид в плане; на фиг. 4 - законченный стыковочный элемент, торцевой вид; на фиг. 5 и 6 - фрагмент торцевого вида, сечение, варианты.

Пластина 1, образующая стыковочный элемент 2, выполнена с определенным профилем. Канавка 3 проходит по длине пластины и разделяет ее на ножки 4 и 5. Канавка 3 образует линию сгиба и обеспечивает перемещение ножек 4 и 5 друг к другу. Ножка 4 имеет одну У-образную канавку 6, образованную плоскими поверхностями 7 и 8 для удержания волокон. На концах канавки 6 выполнены углубления 9 и 10. У-образная канавка 6 параллельна канавке 3. Ножка 5 имеет два отстоящих друг от друга параллельных углубления 11 и 12. Плоская поверхность 13 заключена между углублениями 11 и 12. Кромка 14 ножки 5 ближе к канавке 3, чем кромка 15 ножки 4, и этим обеспечивается возможность сгиба кромки 15 поверх кромки 14. Пластина имеет также крылья 16 и 17 с углублениями 18 и 19 конической формы для образования воронкообразных участков канала для оптических волокон.

Пластина 1 предпочтительно выполнена из металла, например из алюминия, в виде листа толщиной около 0,5 мм, сплав 3003 с нулевой маркой прокатного листа. Твердость материала 23-32 по шкале Бринеля, а предел прочности на растяжение от 35 до 115 МПа (от 5 до 17 кГс). Возможно использование алюминиевого сплава 1100 с нулевой маркой прокатного листа, Н 14 или 15. Оба сплава мягче, чем стекло оптического волокна, и податливы воздействию обжимающего давления. Стыковочный элемент центрирует сердцевины оптических волокон так, что в отцентрированном положении не менее 90% их поперечного сечения. Материал пластины 1 обладает эластичностью и предел упругости материала в шарнирных зонах и ножках не превышается, когда ножки сжимаются для зажима волокон. Ножки 4 и 5 сохраняют действие сжимающей волокна силы после их скрепления, что препятствует ухудшению эффективности стыковочного элемента при изменении температуры его эксплуатации. При этом усилие вытягивания волокон превышает предел прочности стекловолокна на растяжение. В качестве материала для пластины 1 могут использоваться медь, олово, цинк, свинец и их сплавы. Чтобы получить прозрачный стыковочный элемент, можно использовать полимерные материалы, а также термоформуемые материалы типа полиэтилентерефталата, например, в виде пленки. Предпочтительной пленкой является пленка из полиэтилентерефталатного гликоля толщиной около 0,5 мм. Материал должен иметь упругость или предел прочности на растяжение 21-115 МПа (3-17 кГс) и твердость 13-32 ед. по шкале Бринеля.

Стыковочный элемент обычно содержит в зоне канала для захождения волокон гель 20 с коэффициентом преломления, соответствующим коэффициенту преломления сердцевин волокон.

Деформируемый материал обеспечивает возможность повторного раскрытия стыковочного элемента для отделения концов волокон.

На фиг. 6 представлен модифицированный стыковочный элемент с ножками одинаковой длины, принудительно перемещаемыми друг к другу в положение центровки волокон посредством колпачка, как в патенте США N 4818055.

Формула изобретения

1. СТЫКОВОЧНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ СТЫКОВКИ ТОРЦАМИ ДВУХ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН РАЗЛИЧНОГО ДИАМЕТРА ВСЛЕДСТВИЕ ДОПУСКА НА ИЗГОТОВЛЕНИЕ, выполненный из листа деформируемого материала с канавкой для сгиба, проходящей поперек листа параллельно его кромкам и разделяющей лист на две части, имеющие возможность перемещаться навстречу одна к другой при сгибе листа, и с тремя опорными плоскими поверхностями для оптических волокон, образующих в согнутом листе канал для стыкуемых оптических волокон с треугольным поперечным сечением, причем каждая опорная плоская поверхность расположена под острым углом к другим опорным плоским поверхностям, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности соединения, на одной части листа деформируемого материала, отделенной канавкой для сгиба, расположены две неподвижные одна относительно другой опорные плоские поверхности два стыкуемых оптических волокон, причем опорные поверхности расположены с противоположной относительно канавки для сгиба стороны в деформируемом материале, а части листа, перемещаемые навстречу одна к другой при сгибе листа, обеспечивают усилие, прилагаемое опорными плоскими поверхностями к боковым поверхностям стыкуемых волокон, достаточное для деформации опорных плоских поверхностей равномерно вокруг концов волокон, соответственно большую деформацию для волокон большего диаметра, обеспечивая соосность волокон, без их повреждения, и достаточное для предотвращения вытягивания волокон.

2. Элемент по п.1, отличающийся тем, что деформируемый материал листа имеет предел текучести при работе на растяжение 21 - 115 МРа.

3. Элемент по п.2, отличающийся тем, что деформируемый материал листа является металлом.

4. Элемент по п.3, отличающийся тем, что деформируемый материал является сплавом алюминия.

5. Элемент по п.2, отличающийся тем, что деформируемый материал представляет собой термоформуемый полиэтилентерефталат.

6. Элемент по п.1, отличающийся тем, что в плоских опорных поверхностях с торцов канала, образуемого при согнутом листе, выполнены выемки, облегчающие вставление волокон в канал.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6