С элементами оптической схемы лабораторной установки коннекторы ВС соединяются с помощью специальных оправок (К), которые крепятся в узлах юстировочных устройств (их описание приводится ниже).

6. Телекамера с микрообъективом (ТК) , которая служит для анализа излучения из торца исследуемого световода. В поле зрения телекамеры находится один из торцов исследуемого световода.

Телекамера имеет следующие характеристики:

– максимальное разрешение – 700 лин/мм;

– фокусное расстояние объектива F=4,2 мм.

При проведении измерений (измерение числовой апертуры, исследование модового состава, измерение степени когерентности источника) объектив телекамеры не используется.

7. Черно-белый монитор(ЧБМ), на экране которого наблюдается изображение формируемое телекамерой. В данной установке – это изображение светящегося торца исследуемого световода.

8. Блок выбора строки (БВС), с помощью которого производится выделение строки изображения формируемого телекамерой. Этот сигнал соответствует распределению интенсивности в поперечном сечении исследуемого световода.

На рис. 4. показана лицевая панель блока выделения строки. На ней имеются три кнопки, обозначенные символами «↑», «↓», « ». С помощью кнопок «↑», «↓» осуществляется передвижение выделяемой строки вверх или вниз по изображению на экране монитора. Кнопка « » устанавливает выделяемую строку в середину изображения. Положение выделяемой строки контролируется по экрану монитора – на изображении она отмечена светлой линией.

На лицевой панели расположены два светодиода, контролирующих включение питания блока и наличие на его входе видеосигнала.

Рис. 4. Лицевая панель блока выбора строки

С видеовыходом монитора и входом осциллографа БВС соединяется с помощью кабелей с соответствующими разъемами. Блочные части разъемов расположены на задней панели блока.

9. Блок питания монитора (БПМ), который обеспечивает питание монитора от сети переменного тока 220v/50Hz. Питание телекамеры и БВС обеспечивается напряжениями, вырабатываемыми в мониторе.

10. Осциллограф (ОСЦ). На его вход поступает сигнал с БВС, который соответствует выделенной строке. Поскольку в поле зрения телекамеры находится торец исследуемого световода, в режиме выделения строки осциллограмма представляет собой распределение интенсивности в его поперечном сечении.

11. Два юстировочных устройства (ЮУ1, ЮУ2). Они обеспечивают:

– взаимную юстировку оправки для коннектора (К) торца исследуемого световода и источника ЛД (ЮУ1). Данная регулировка позволяет изменять уровень оптической мощности, вводимой в исследуемый световод, для обеспечения удобства проведения измерений;        

– взаимную юстировку торца исследуемого световода и телекамеры (ЮУ2).

Упрощенный эскиз (соответствующий виду сверху) ЮУ1 и ЮУ2 приведен на рис. 5. Эти устройства отличаются только видом оправок, в которых закреплены необходимые элементы. Органы их управления одинаковы.

Основой юстировочных устройств служат основания 1 (рис. 5) На них расположены два узла. Один из них осуществляет линейное перемещение оправки с закрепленным элементом по трем взаимноперпендикулярным направлениям: линейное поперечное (ЛП), линейное продольное (ЛПР), линейное вертикальное (ЛВ).

Второй узел осуществляет угловое перемещение (поворот) оправки с закрепленным элементом в двух взаимноперпендикулярных плоскостях: вертикальной (УВ), и гоизонтальной (УГ).

Шаг резьбы микрометрических винтов, с помощью которых осуществляется перемещение в одном из 5 указанных выше направлений, одинаков и составляет 0,5 мм.      

В состав узла, осуществляющего линейное перемещение, входят три подвижных платы (2, 3, 4), которые перемещаются в трех взаимноперпендикулярных направлениях, соответственно, микрометрическими винтами ЛПР1,2 (линейное продольное направление), ЛП1,2 (линейное поперечное направление), ЛВ1,2 (линейное вертикальное направление).

В состав узла, осуществляющего угловое перемещение, входят три вложенных друг в друга кольца 5, 6, 7. Внешнее кольцо 5 жестко связано с основанием 1. Кольца 6 и 7 закреплены так, что обеспечивается их вращение вокруг горизонтальной (6) или вертикальной (7) оси. Вращение осуществляется с помощью микрометрических винтов УГ (угловое горизонтальное перемещение) и УВ (угловое вертикальное перемещение).

Во внутреннем кольце 7 узла, осуществляющему угловое перемещение в юстировочном устройстве ЮУ1 (рис. 5), закреплена оправка 8 с лазерным диодом. На эскизе показан соединительный кабель, с помощью которого ЛД соединяется с блока питания БП «Источник оптического излучения».

К оправке 8 крепится поляризатор 17. Он вворачивается в оправку по резьбе на ее внутренней поверхности. Поворот поляризатора приводит к изменению уровня оптической мощности.

На плате 3 узла, осуществляющего линейное перемещение в юстировочном узле ЮУ1 (рис. 5), укреплен цилиндр 9 с внутренним отверстием. К нему крепится съемная оправка 10, в которой фиксируется коннектор FC исследуемого волоконного световода. Крепление оправки осуществляется с помощью фиксирующего винта ФВ1 (рис4).

В платах 3, 4 и цилиндре 9 имеются отверстия, через которые проходит исследуемый световод (рис. 5).

Рис. 5. Схема юстировочных устройств (ЮУ1 и ЮУ2)

Во внутреннем кольце 7 узла, осуществляющем угловое перемещение в юстировочном устройстве ЮУ2 (рис. 5), закреплен цилиндр 11 с центральным отверстием. В нем с помощью фиксирующего винта ФВ2 (рис. 2.3) крепится съемная оправка 12, в которой фиксируется коннектор FC исследуемого волоконного световода.

Исследуемый световод проходит через отверстия в крышке узла, осуществляющему угловое перемещение и цилиндре 11.

На плате 3 узла, осуществляющего линейное перемещение в юстировочном узле ЮУ2 (рис2.1, 2.3), укреплен цилиндр 14 с внутренним отверстием. В нем крепится телекамера 13. На внешней поверхности цилиндра 14 имеется резьба (М 40´0,5). По ней наворачивается оправка 16 с объективом 15. Перемещение оправки 16 по резьбе вдоль цилиндра 14 позволяет производить настройку изображения, формируемого телекамерой на экране монитора М (рис. 2.1) в том случае, если используется объектив телекамеры. На эскизе (рис. 5) показан кабель, соединяющий телекамеру с монитором.

Юстировочное устройство ЮУ2 служит для коррекции положения торца исследуемого световода относительно микрообъектива телекамеры.

12. Узел измерения потерь на изгибе световода (УИП). Узел состоит из двух оснований – верхнего 1 и нижнего 12 (рис. 6).

Рис. 6. Узел измерения потерь на изгибе световода

На верхнем основании крепятся:

– оправка фотодиода 2 с фотодиодом и кабелем для подключения его к фотоприемнику;

– оправка коннектора исследуемого световода 3, которая вставляется в оправку 2. При этом световой поток из выходного торца исследуемого световода полностью попадает на чувствительную площадку фотодиода. Оправка 3 – съемная. Она используется для стыковки выходного торца световода как с фотодиодом, так и с телекамерой. В последнем случае она вставляется в юстировочное устройство ЮУ2;

– исследуемый световод 4, в качестве которого используется либо одномодовый световода без защитной оболочки (желтый цвет буферного покрытия) с коннекторами типа FC – UPS, либо многомодовый световод без защитной оболочки (прозрачное буферное покрытие);

– неподвижные стойки 6;

– зажимы 10, в которых крепится исследуемый световод. Он вставляется в прорезь зажима и фиксируется стяжным винтом;

– пружины 11, которые служат для натяжения исследуемого световода.

В верхнем основании прорезана щель, в которой перемещается подвижная стойка 7.

На верхнем основании размещены также скобы для крепления коннекторов световодов и самих световодов. На рис. 6 они не показаны.

На нижнем основании 14 крепятся следующие элементы:

– микрометрический винт 9 с узлом крепления его к нижнему основанию 15;

– направляющие 13, в которых перемещается основание 14 подвижной стойки 7;

– пружины 15 с упором 16 для обеспечения обратного перемещения основания 14.

В состав узла измерения потерь входят также сменные втулки с внешними диаметрами 7 и 9 мм (по три втулки соответствующего размера). Их внутренний диаметр – 5 мм. Они одеваются на три стойки (две неподвижных и одну подвижную) для изменения радиуса изгиба исследуемого световода.

Исследуемый световод помещается между неподвижными и подвижной стойками (рис. 6). Перемещение подвижной стойки с помощью микрометрического винта изменяет длину изогнутого участка исследуемого световода. Перемещение подвижной стойки L отмечается по шкале микрометрического винта 9. Диаметр стойки D соответствует значению 5,7,9 мм (в зависимости от установленных втулок). Расстояние между втулками d=15 мм.

Длина изогнутого участка определяется выражением:

l = D*(arcsin((D/(L² +d²)^1/2) + arctg (L/d)).