Оптические волоконные элементы

В последнее десятилетие достигнуты значительные успехи в области создания оптических волоконных элементов. Это позволило использовать их для усовершенствования современных оптических и электроннооптических систем с целью повышения их разрешающей способности и фотометрической эффективности, а также надежности при эксплуатации, уменьшения габаритов и снижения стоимости. [c.5]

Ознакомление широкого круга научных и инженерно-технических работников с технологией создания и свойствами оптических волоконных элементов, определяющими области их применения, будет содействовать более эффективному их использованию. [c.5]

Технология получения оптических волоконных элементов представлена в основном сокращенными переводами патентов США. При редактировании произведены сокращения и внесены другие изменения с целью сделать книгу наиболее полезной для нашего читателя. [c.5]

Однако несмотря на значительные успехи, достигнутые в последние годы в Советском Союзе и за рубежом в области создания оптических волоконных элементов, и широкое использование этих элементов в различных областях народного хозяйства следует считать, что волоконная оптика находится еще только в стадии становления. Технология получения многих видов оптических волоконных элементов только разрабатывается многие технологические решения находятся в стадии поиска еще только изыскиваются оптимальные пути решения отдельных стадий технологического процесса изготовления простейших оптических элементов. [c.8]

Совершенно недостаточно изучены свойства оптических волокон и оптических волоконных элементов, а также возможности волоконной оптики. [c.8]

Волоконная оптика отличается от оптики массивного стекла прежде всего тем, что оптические волоконные элементы состоят из отдельных волокон, действующих, в общем случае, независимо [c.8]

Светопропускание оптических волоконных элементов лимитируется их дискретной структурой, светопоглощением исходных материалов, геометрией оптических волокон. [c.9]

Благодаря тому, что оптические волоконные элементы представляют собой систему большого числа проводников, передающих независимо друг от друга элементы информации с одного торца на противоположный, открывается еще одна возможность использования волоконной оптики — возможность преобразовать форму светового потока или форму изображения. Для этого нужно только уложить волокна на противоположных торцах волоконного элемента в определенном заданном порядке или придать соответствующие формы входному и выходному торцам оптического элемента. [c.12]

Пространственный период дискретной структуры волоконного элемента, или разрешающая способность, определяется диаметром волокна. Для передачи изображения объекта через оптический волоконный элемент необходимо, чтобы пространственный период изменения освещенности объекта был больше диаметра волокна, тогда разрешающая способность волоконного элемента будет достаточно высокой для получения изображения всех деталей объекта. [c.15]

При визуальном рассмотрении изображения на выходном торце оптического волоконного элемента или передаче этого изображения на пленку необходимо, чтобы используемые при этом линзовые оптические системы позволяли увеличивать передаваемое изображение, но не давали бы увеличенное изображение дискретной структуры рабочего поля световода, так как изображение структуры световода, накладываясь на передаваемое изображение, затрудняет его рассмотрение. Устранение наложения на изображение картины структуры и одновременное повышение почти в 2 раза разрешающей способности оптического волоконного элемента при определенных условиях можно осуществить путем динамической передачи изображения Для этого необходимо перемещать одновременно оба торца волоконного элемента относительно объекта изображения и фотопластинки с амплитудой, равной 2—3 диаметрам волокна, и частотой около 4—5 гц. [c.16]

Оптические волоконные элементы для передачи световой энергии изготавливаются из оптических волокон максимального диаметра, обеспечивающего необходимую прочность волокна на изгиб. При этом диаметр волокна увеличивается за счет увеличения диаметра световедущей жилы, а толщина оболочки должна быть выбрана такой, чтобы исключить возможность проникновения излучения через боковую поверхность волокна. Тогда относительная площадь сечения световода, занятая световедущими жилами, будет больше, а следовательно, повысится коэффициент светопропускания волоконного элемента. [c.16]

Спектральное светопропускание оптических волоконных элементов определяется главным образом спектральными характеристиками исходных стекол. [c.17]

Большинство стандартных оптических стекол, используемых в волоконной оптике, имеют в видимой части спектра постоянный коэффициент светопропускания, не зависящий от длины световой волны. Поэтому оптические волоконные элементы, изготовленные из этих стекол, хорошо передают цвета. [c.17]

Повышение апертуры оптического волоконного элемента связано с повышением показателя преломления световедущей жилы-Однако чем выше показатель преломления, тем ниже пропускание в синей части спектра. Длинные световоды из стекол, прозрачных для видимого участка спектра, пропускают видимую и близкую инфракрасную части спектра в диапазоне длин волн от 0,4 до 1,7 мкм. [c.17]

Области применения оптических волоконных элементов определяются наряду с их оптическими характеристиками также механическими и термическими свойствами. [c.19]

Несмотря на многообразие видов оптических волоконных элементов, они могут быть объединены по геометрическим формам, механическим свойствам и назначению в три основных группы [c.24]

Жесткие короткие световоды для передачи световой энергии или изображения на прямолинейном участке пути. Это — пучки волокон, скрепленные между собой по всей длине смолами или путем спекания волокон (рис. 3,а,б,в). К этому виду световодов относятся стекловолоконные диски — планшайбы для электроннолучевых трубок, оптические волоконные элементы, используемые для исправления аберраций оптических систем, фоконы и др. При [c.26]

Для формования многожильного оптического волокна, так же как и для одножильного волокна, может быть применен способ штабика и трубки (см. статью Процесс изготовления оптических волокон для элементов, передающих изображение ). Однако наличие оболочки вокруг группы одножильных оптических волокон приводит к ненужному увеличению нерабочей зоны оптического волоконного элемента. Поэтому более эффективным является способ изготовления многожильных волокон без применения формующей трубки (см. статью Формование многожильной структуры ). Оба процесса получения многожильных волокон требуют проведения ряда вспомогательных операций и многократной перетяжки формуемых волокон с целью получения волокна малого диаметра с заданным (определяемым необходимой разрешающей способностью) диаметром световедущих жил в нем. [c.28]

Толщина оболочки имеет значение не только как важный фактор, определяющий оптические характеристики световода, но и качество его оптической торцевой поверхности. Обычно на торцевой поверхности любого оптического волоконного элемента, в особенности гибкого световода, имеется много дефектов в виде темных точек. Можно предполагать, что причина этих дефектов в значительной степени определяется состоянием боковой поверхности оптического волокна и толщиной оболочки. Если сравнить общую боковую поверхность всех волокон в световоде диаметром Ъ мм VI длиной 1 м с площадью его торцевой поверхности,. то окажется, что боковая поверхность всех волокон в 200000 раз больше поверхности торца. Это значит, что если оболочка тонкая и имеются нарушения ее целостности, то создаются условия, при которых все дефекты с поверхности в 200000 раз большей могут наблюдаться на поверхности торца световода. При увеличении толщины оболочки, очевидно, можно устранить возможность проецирования малых поверхностных дефектов волокон на торцевую поверхность световода. [c.29]

Оптические волоконные элементы [c.29]

Оптическое волокно — простейший световод, способный передавать световую энергию, сконцентрированную на входном торце, на его выходной торец. Из таких световодов изготавливаются оптические волоконные элементы. [c.29]

Создание,оптического волоконного элемента любого назначения связано с выполнением ряда общих технологических операций выработки оптического волокна, его регулярной укладки (параллельной или по заданному закону) в пучки, скрепления волокон между собой в пучках и оптико-механической обработки оптических поверхностей волоконных элементов. [c.29]

Однако независимо от конкретных технологических решений конечным результатом должно быть создание оптических волоконных элементов, обладающих постоянством заданных оптических параметров в пределах всего рабочего поля элемента. [c.29]

Это условие определяет те жесткие требования, которым должны удовлетворять сырьевые материалы, технологическое оборудование и технологические процессы производства оптических волоконных элементов. [c.30]

Для создания оптических волоконных элементов для передачи изображения необходимо иметь пучки параллельно уложенных волокон со строго идентичным расположением торцов волокон на обоих концах пучка. Тогда, например, изображение буквы V, спроецированное на входной торец световода (на торцы волокон 1, 2, 3, [c.30]

Принцип односторонней намотки, заложенный в машину для регулярной укладки волокна (см. статью Аппаратура для вытягивания волокна ), позволяет существенно повысить разрешающую способность оптических волоконных элементов и в то же время обеспечивает высокую производительность машины. [c.31]

Способ укладки волокна намоткой предполагает укладку волокна на бобину в один слой, закрепление волокон в слое исключающее возможность их смещения друг относительно друга, и затем укладка этих одинарных слоев один над другим в форму до получения необходимого сечения оптического волоконного элемента, в частности гибкого световода. Длина световода определяется диаметром бобины. Интересна рекомендация наносить первую оболочку с меньшим показателем преломления путем осаждения ее на волокно из раствора. [c.32]

Создание жестких оптических волоконных элементов (планшайб для ЭЛТ, фоконов), кроме описанных выше операций выработки оптического волокна, его регулярной укладки в пучки и скрепления волокон у торцов пучка, требует скрепления волокон между собой по всей длине, а при формовании фоконов — растяжения пучка для придания волокнам конической формы (см. статью Формование жестких конических волоконных световодов для передачи изображения ). При этом большое значение имеет температура спекания для данного состава стекла, изменение распределения температур в спекаемой заготовке во времени, материал формы для опрессовки при спекании, создаваемое давление, скорость вытягивания пучка при заданной температуре и др. Очень важной характеристикой волоконных планшайб для электроннолучевых трубок является их вакуумная плотность. В заготовке для планшайб диаметром 100 мм из волокон диаметром Ов = 20 мкм имеется более чем 25-10 воздушных каналов. [c.32]

Оптические волоконные элементы описанных выше типов находят широкое применение не только для передачи световой энергии и изображения в видимой части спектра, но и для ультрафиолетовой и инфракрасной частей спектра. Отличие в технологии их изготовления определяется свойствами используемых исходных материалов стекол различных составов, кристаллов, пластика (см. статью Материалы и технология изготовления оптических волоконных элементов для инфракрасной области спектра ). [c.33]

Оптические волоконные элементы для области спектра 3— [c.33]

Оптические волоконные элементы для дальней инфракрасной области спектра (1,5—15 мкм) изготавливаются из бескислородных стекол. Эти стекла существенно отличаются от кислородсодержащих стекол, например температурой плавления, вязкостью и др., а также высокой стоимостью. Для формирования оптических волокон из бескислородных стекол предлагается способ коаксиального тигля. При этом исключается необходимость [c.33]

Необходимо отметить, что собранный в этом разделе материал позволяет составить лишь общее представление об одном из направлений технологии изготовления оптических волоконных элементов, принятой на некоторых предприятиях США. [c.34]

К сожалению, как в зарубежной, так и в отечественной литературе вопросы технологии изготовления оптических волоконных элементов не получают должного освещения. Поэтому содержащийся в данной главе материал, в котором нашли отражение основные принципиальные вопросы технологии, представляет определенный интерес. [c.34]

Для создания оптических волоконных элементов, таких, как планшайбы для электроннолучевых трубок или им подобных, необходимо, чтобы тысячи, а зачастую миллионы тонких оптических волокон были уложены строго параллельно в пучок. [c.52]

Описанный ниже способ дает возможность устранить сложный, дорогостоящий и часто практически неосуществимый процесс вытягивания и последующей обработки ультратонких оптических волокон, необходимых для создания оптических волоконных элементов. Он позволяет изготавливать волоконные световоды из многожильных волокон со световедущими жилами диаметром, сравнимым с длиной световой волны. Многожильные волокна с малым диаметром световедущей жилы получаются вытягиванием собранных в пучок оптических волокон. [c.52]

ОПТИЧЕСКИЕ ВОЛОКОННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ [c.55]

Гибкие или жесткие оптические волоконные элементы для передачи изображения, обладающие высоким светопропусканием и высокой разрешающей способностью, могут быть получены следующим образом. [c.55]

ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ [c.67]

В настоящий сборник вошли материалы, знакомящие читателя с основными принципами технологии производства оптического волокна и оптических волоконных элементов в США, ра боты по исследованию оптических свойств элементов волоконной оптики, определяемых как на основании представлений геометрической оптики, так и теории волноводов, вопросы применения волоконных оптических элементов и некоторые сведения о технологии, свойствах и применении нового вида оптического волокна, получившего название светофокусирующего. [c.5]

Идея создания проводников света не нова. Еще в 1870 г. Тиндаль демонстрировал опыт распространения света по струе воды вследствие полного внутреннего отражения лучей на границе вода—воздух. В 1874 г. В. И. Чиколев создал зеркальные световоды для передачи света. Использование стеклянных палочек для передачи света предложил в 1905 г. Вуд и позднее то же предложили ряд других исследователей. В 1953 г. А. Ван Хил, X. Хопкинс и Н. Капани применили для этих целей стеклянные волокна. Однако по-настоящему идея создания проводников света получила свое развитие только с появлением в 1958 г. оптического волокна, имеющего жилу и оболочку и обладающего способностью передавать световую энергию с малыми потерями. Создаются оптические волоконные элементы (световоды) для передачи световой энергии и изображения, позволяющие значительно повысить качество оптических и электроннооптических систем, применяемых в фотографии, телевизионной технике, вычислительной технике, медицине, системах автоматизации, сигнализации и многих других. [c.8]

При передаче изображения оптическими волоконными элементами каждое оптическое волокно передает единицу информан 1и, посланную, на его входной торец вдоль волокна до его выходного [c.11]

Необходимо отметить, что при исправлении кривизны поля оптическим волоконным элементом возникает некоторая добавочная дисторсия системы. Это связано с тем, что луч света, распространяющийся под углом и к оптической оси, пересекает поверхность Петцваля и плоскость Гаусса соответственно в точках тат (рис. 3,6). При введении стекловолоконного корректора [c.13]

Гибкие стеклянные оптические волокна обладают высокой прочностью на изгиб и растяжение. Их прочность составляет 150—200 кгс1мм , что в 4 раза превышает прочность льняных волокон, примерно в 10 раз выше прочности шелковых волокон и приблизительно в 30 раз выше прочности исходного массивного стекла, из которого они изготовлены. Это важное свойство стеклянных оптических волокон лежит в основе создания из них гибких оптических волоконных элементов различного назначения, позволяющих передавать световую энергию или изображение по любому криволинейному пути. [c.19]

В данный раздел вошли в основном сокращенные переводы патентов США, дающие некоторое представление об очень сложной и тонкой технологии создания элементов волоконной оптики из оптических волокон, имеющих световедущую жилу и оболочку из стекол с различными показателями преломления. Такое оптическое волокно является элементарным световодом, из которого создаются различные виды оптических волоконных элементов. Ниже приводится также краткое описание технологии создания светофокусирующих волокон. [c.26]

В то же время диаметр волокна является параметром, определяющим оптические характеристики волоконного элемента. Для того чтобы повысить разрешающую способность оптического волоконного элемента, необходимо уменьшать диаметр свётоведу-щей жилы оптического волокна при сохранении определенного оптимального значения толщины оболочки. [c.27]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология