Способ контроля диаметра одножильных световодов

/ Изобретение относится к контрольно-измерительной технике ипредназначено для измерения диаметра прозрачных оптических волокон и одножильных световодов с одно- и двухоболочечных структур как в стационарном режиме так и в режиме вытяжки.Известен способ измерения диаметра оптического волокна Аррйдео ортак 1977, 16, Н 9,рр.2395- 2402., заключающийся в освещении волокна параллельным пучком перпендикулярно его оси и регистрации интерференционных полосрбразованных в области взаимодействия преломленных и отраженных лучей, по числу полос в заданном угловом интервале вычисляют диаметр волокна.Способ не обеспечивает требуемой точности измерения из-за наличия ошибки измерения вследствии существенной неэквидистантности периода интерференционных полос. Кроме того,способ требует нахождения интерференционного максимума минимальной ширины и фиксированного рабочего угла,что связано с дополнительными ошибками в измерениисущественную ошибку в измерение вносит низкая производительность контроляжоторая ограничена скоростью регистрации интерференционных полос, опрос которых осуществляется на стороне изображения и не превышает 1 кГц.Это происходит при частоте вибраций волокна, соизмеримой или большей частоте опроса полос.Наиболее близким техническим решением является способ контроля диаметра одножильных световодов А.С.1827540 811 (3 01 В 11/10 Юпособ контроля диаметра одножильных световодовНИльин В.Н. Опубл.Бюл.М 26.1993.,заключающийся в том, что формируют ряд дифракционных максимумов, выделяют две пары максимумов одноимен НЫХ ПОРЯДКОВДСВВЩЭЮТ СООТВЭТСТВВННО ПЭРВОЙ ПЭРОЙ ПУЧКОВ КОНТРОЛИ 2 руемый световоддторой парой -эталонный световодмепрерывно изменяют фазы дифрагированных волн в пучках, регистрируют распределение интенсивности излучения в виде движущихся интерференционный полос в прямом и отраженном излучении от контролируемого световода и в прямом излучении от эталонного световодавычисляют погрешность изготовления конторолируемого световода и показатель преломления стекла по относительной разности фаз фотоэлектрических сигналовТОЧНОСТЬ контроля СВЭТОВОДОВ ПО ДЗННОМУ СПОСОбУ также НЭДОСТЗ- .точна из-за наличия динамических ошибок измерения диаметра волокна в процессе его вытяжки, связанных с его угловыми переносами на измерительной позиции Последние возникают из-за неравномерности скорости вытяжки, неизбежных поперечных вибраций ОС и непостоянства вязкости исходной стекломассы или штабиканапример, уменьшение скорости вытяжки при постоянном гидростатическом напоре стекломассы приводит к наплыву стекла и искривлению свободного участка волокнаЛри этом ошибка измерения может составить несколько единиц микрометров.Техническая задача,которую позволяет решить предлагаемое изобретения - повышение точности контроля диаметра и показателя преломления стекла одножильных световодов.Поставленная техническая задача достигается тем,что в известном способе контроля диаметра одножильных световодов заключающемся в том, что формируют ряд дифракционных максимумов, выделяют две пары максимумов одноименных порядковрсвещают соответственно первой парой пучков контролируемый сеетоеоддторой парой эталонный световодмепрерывно изменяют фазы дифрагированных волн в пучках, регистрируют распределение интенсивности излучения в видедвижущихся интерференционный полос в прямом и отраженном излу з чении от контролируемого световода и в прямом излучении от эталонного световода и вычисляют погрешность показателя преломления стекла и с ее учетом погрешность диаметра световода по относительной разности фаз фотоэлектрических сигналов прямого и отраженного излучениядополнительно для формированя дифракционных максимумов используют пучок излучения с цилиндрической симметриейлеред освещением световодов каждый дифрагированный пучок делят по фронту на два равных вторичныха волновой фронт одного из вторичных пучков в каждой паре поворачивают на 1800.Способ осуществляют следующей совокупностью операций.Когерентный коллимированный пучок излучения преобразуют в пучок с цилиндрической симметрией и расщепляют его на ряд дифракционных максимумов рр- и оВыделяют две парь пучков (рс)и(рц),после чего делят каждый максимум по фронту на два равных вторичных пучкаВолновой фронт дифракционного максимума о поворачивают на 4800 либо в плоскости поперечного сечения пучка,либо вокруг оси симметриидовпадающей с линией раздела основного пучка,что адекватно.Первой парой пучков освещают контролируемый одножильный световод а второй эталонный световодНепрерывно и синхронно изменяют фазу дифрагированньлх волн в пучках каждой парыЗа каждым световодом в прямом направлении излучения формируют интерференционные картинька от контролируемого еще дополнительно в направлении отраженного излученияза счет изменения фазы в пучкахмнтерференционные полосы во всех трех картинах перемещаются с частотойпропорциональной частоте изменения фазы и регистрируютоя в плоскости анализа.Период полос сформированных в прямом направлении функциональ НО СВЯЗЭН С ДИЭМЭТРОМ СВЭТОВОДЭ И С ЭГО ПОКЭЗЭТЕЛЭМ ПРЕЛОМЛЕ нияЛериод отраженной от контролируемого световода интерференци 4 онной картины находится в функциональной зависимости только от внешнего диаметра. Путем сравненитя этих периодов вычисляют погрешность показателя преломления стекла и с его учетом погрешность диаметра световода. Если периоды равны то это означает, что показатель преломления либо постоянен, либо изменился при постоянном диаметреПоследнее определяется в сравнении с интерференционной картиной от эталонного световода. Если периоды не равнь 1,при неизменном диаметре, то следовательно показатель преломления имеет новое значениеЛосле сравнения вычисляют погрешности изготовления световода и флуктуации показателя преломления стекла по относительной разности фаз фотоэлектрических сигналов.Для вычисленния диаметра 2 г и показателя преломления п ОС следует пользоваться следующими формулами А.С. 1827540 80 (3 01 В 11/10 НСПособ контроля диаметра одножильных оветоводовНИльин В.Н. Опубл.Бюл.М 26.19932 г 2 г(1 рО/звод),п (дао 360) 1 ( ф 360 п) где гн и пн соответственно номинальное значение радиуса и показателя преломления ОС. Способ реализован следующим образом. Луч от лазера 1 преобразуют в параллельный пучок со сферической симметрией посредством коллиматора 2, а посредством цилиндрической линзы 3 в пучок с цилиндрической симметриейРадиальный растр расщепляет падающий пучок на ряд дифракционных максимумовмз которых выделяют две пары (рд)и ( р-сдудапеаделят по фронту пучки р,р- и ц каждый на два равных вторичных посредством фронтальных делителей соответствен но первым 5,вторым 6 и третим выполняющих при этом также и