Область применения

Предложенное изобретение относится к узлам адаптивного ввода лазерного излучения от оптического коннектора волоконного лазера с коллимирующим устройством в приемный прибор лазерного излучения.

Изобретение может быть применено в системах телеориентации, навигации и оптической связи.

Известный уровень техники

Появление и удешевление производства изготовления лазеров позволяет расширить сферу их использования в различных отраслях промышленности. Лазеры широко используются в системах телеориентации, навигации и оптической связи, например, в системах наведения управляемого вооружения (например, в составе противотанкового ракетного комплекса), см. известные технические решения №№ RU21 26522, RU2261463, RU2382315.

В общем виде работа известных приборов заключается в том, что лазером (генератором лазерного излучения) генерируется лазерного излучение, которое отводится по оптоволконному кабелю (оптоволокну) в приемный прибор лазерного излучения, который на основании полученного лазерного излучения осуществляет последующую работу.

Оптоволоконный кабель содержит различного рода оптические коннекторы, например, оптические коннекторы FC/PC или FC/ACP типов, см. например, патент № US5432879. Подсоединение оптоволоконного кабеля к приемным приборам часто требует осуществление фокусировки лазерного излучения (луча) для чего используются различного рода коллимирующие устройства, которые устанавливаются на оптический коннектор. Например, известно техническое решение по патенту №RU2480797, в котором оптический коннектор типа QBH установлен в тело коллимирующего устройства. Но последующее подсоединение коллимирующего устройства с оптическим коннектором требует проведения последующей адаптивной настройки подачи лазерного излучения в приемный прибор лазерного излучения.

Поэтому известное техническое решение не позволяет осуществить адаптивную настройку лазерного излучения, подаваемого в приемный прибор. Конструктивной особенностью известного технического решения является низкая величина адаптивной настройки лазерного излучения при настройке подвода лазерного излучения в приемный прибор.

Задача изобретения

Задачей предложенного изобретения является увеличение точности и диапазона настройки адаптивного ввода лазерного излучения, подаваемого в приемный прибор от оптического коннектора волоконного лазера с коллимирующим устройством.

Также задачей предложенного изобретения является создание недорогого, но и, одновременно, надежного, в изготовлении, монтаже, настройке и эксплуатации узла адаптивного ввода лазерного излучения от оптического коннектора волоконного лазера с коллимирующим устройством в приемный прибор (для сокращения - узел адаптивного ввода).

Также задачей предложенного изобретения является устранение вышеупомянутых недостатков известного уровня техники.

Также задачей предложенного изобретения является расширение арсенала конструктивной реализации узла адаптивного ввода лазерного излучения от оптического коннектора волоконного лазера с коллимирующим устройством в приемный прибор.

Другие задачи и преимущества предложенного изобретения будут рассмотрены ниже по мере изложения настоящего описания и фигур.

Узел адаптивного ввода лазерного излучения от оптического коннектора волоконного лазера с коллимирующим устройством в корпус приемного прибора, согласно предложенному изобретению, содержит:

- опорную оправку, с одной стороны которой расположена сопрягаемая часть, а с другой стороны в полости опорной оправки расположена впускная линза подачи лазерного излучения во впускное отверстие корпуса упомянутого приемного прибора,

- корпус узла в полости которого расположена упомянутая сопрягаемая часть опорной оправки, - подвижную оправку с двух сторон которой противоположно друг другу расположены две сопрягаемые части между которыми расположена настроечная линза, при этом одна сопрягаемая часть сопрягается с упомянутым коллимирующим устройством, а противоположная сопрягаемая часть подвижной оправки сопрягается с зазором с сопрягаемой частью опорной оправки,

- средства фиксации сопряжения сопрягаемой части подвижной оправки с сопрягаемой частью опорной оправки.

При использовании предложенного изобретения создается узел адаптивного ввода с большими параметрами для настройки адаптивного ввода лазерного излучения в приемный прибор. Благодаря сопряжению с зазором опорной и подвижной оправок обеспечивается осевое перемещение подвижной оправки для формирования заданного пучка лазерного излучения, а также обеспечивается регулировка углового отклонения лазерного излучения, подаваемого в приемный прибор, путем изменения угла отклонения подвижной оправки к опорной оправки.

Также, согласно предложенному изобретению, корпус узла, содержит фланец с отверстиями, для крепления корпуса узла на поверхности корпуса приемного прибора. Благодаря чему можно осуществлять настройку адаптивной подачи лазерного излучения в приемный прибор путем перемещения впускной линзы опорной оправки над впускным отверстием в приемный прибор, что также является преимуществом предложенного изобретения.

Также, согласно предложенному изобретению, опорная оправка содержит фланец, а во фланце корпуса узла, выполнена выемка под установку фланца опорной оправки. Это увеличивает жесткость сборки узла адаптивного ввода, а также упрощает настройку в процессе установки впускной линзы опорной оправки над впускным отверстием в приемный прибор, поскольку опорная оправка монтируется соосно с впускным отверстием, что также является преимуществом предложенного изобретения.

Также, согласно предложенному изобретению, в зоне сопряжения с зазором юбки подвижной оправки с юбкой опорной оправки, выполнено с зазором резьбовое соединение, позволяющее произвести предварительную настройку коллимирующей системы перед установкой на корпус приемного прибора. Наличие резьбового соединения с зазором с одной стороны увеличивает площадь для нанесения фиксирующего состава и улучшает его адгезию на поверхности опорной и подвижной оправок. С другой стороны, наличие резьбового соединения с зазором уменьшает вероятность «выдавливания» фиксирующего состава в процессе перемещения подвижной оправки, что также является преимуществом предложенного изобретения.

Также, согласно предложенному изобретению, средство фиксации сопряжения сопрягаемой части подвижной оправки с сопрягаемой частью опорной оправки состоит их трех равномерно выполненных в корпусе узла отверстий с резьбой под настроечный вин фиксации коллимирующего устройства в полости корпуса узла. Это позволяет зафиксировать положение коллимирующего устройства, которое соединено с подвижной оправкой в корпусе узла и произвести последующую настройку путем перемещения корпуса узла по отношению к впускному отверстию приемного прибора, что также является преимуществом предложенного изобретения.

Также, согласно предложенному изобретению, средство фиксации сопряжения сопрягаемой части подвижной оправки с сопрягаемой частью опорной оправки выполнено в виде фиксирующего состава сопряжения сопрягаемой части подвижной оправки с сопрягаемой частью опорной оправки.

Использование фиксирующего состава в качестве средства фиксации сопряжение сопрягаемой части подвижной оправки с сопрягаемой частью опорной оправки, расположенном в образованном зазоре обеспечивает уменьшение времени при одновременном увеличении точности во время настройки ввода лазерного излучения, а также позволяет удерживать заданное положение во время закручивания настроечных винтов средства фиксации сопряжения сопрягаемой части подвижной оправки с сопрягаемой частью опорной оправки.

Фигуры

При рассмотрении примеров осуществления предложенного изобретения используется узкая терминология. Однако, предложенное изобретение не ограничивается принятыми терминами и следует иметь в виду, что каждый такой термин охватывает все эквивалентные решения, которые работают аналогичным образом и используются для решения тех же самых задач.

Далее в настоящем описании будут приведены более подробно примеры практического воплощения предложенного изобретения.

Фиг.1 - общий вид с фрагментарным продольным сечением узла адаптивного ввода без настроечных винтов.

Фиг.2 - фрагмент Фиг.1 в зоне примыкания опорной оправки к подвижной оправке.

Фиг.З - общий вид узла адаптивного с условно изображенным корпусом узла с настроечными винтами, которые фиксируют коллимирующее устройство.

Фиг.4 - условная схема движения лазерного излучения.

Фиг.5 - условная схема движения лазерного излучения во время отклонения подвижной оправки.

Перечень позиций:

1 - оптический коннектор.

1i - коллимирующее устройство оптического коннектора 1.

1г - линза коллимирующего устройства 1i.

2 - корпус прибора.

2i - впускное отверстие лазерного излучения, выполненное в корпусе прибора 2.

3 - опорная оправка.

3i - сопрягаемая часть опорной оправки 3.

Зг - впускная линза опорной оправки 3.

Зз - фланец опорной оправки 3.

4 - корпус узла.

4i - фланец корпуса узла 4.

4г - выемка, выполненная во фланце 4i корпуса узла 4.

43 - отверстие с резьбой, выполненное в корпусе узла 4.

4 ₄ - настроечный винт, устанавливаемый в отверстие 4з.

5 - подвижная оправка.

5i - сопрягаемая часть подвижной оправки 5. 5г - сопрягаемая часть подвижной оправки 5, которая расположена противоположно сопрягаемой части 5i.

53 - настроечная линза подвижной оправки 5.

54 - выступ, выполненный во внутренней полости подвижной оправки

5.

6 - зазор, образованный в месте сопряжение сопрягаемой части 5г подвижной оправки 5 с сопрягаемой частью 3i опорной оправки 3.

F1 - фокусное расстояние линзы 1г.

F2 - фокусное расстояние линзы 5з.

F3 - фокусное расстояние линзы Зг. а - угол отклонения на выходе узла адаптивного ввода лазерного излучения. а - лазерное излучение на выходе коллимирующего устройства 1i оптического коннектора 1. ai - лазерное излучение на входе во впускное отверстие 2i корпуса прибора 2.

Пример реализации

На Фиг.1-5. представлен пример реализации предложенного изобретения.

Изготавливают опорную оправку 3, корпус узла 4, подвижную оправку 5.

Опорная оправка 3 представляет собой цилиндрический корпус с одной стороны которого расположена сопрягаемая часть 3i, а с другой стороны в полости опорной оправки 3 расположена впускная линза Зг подачи лазерного излучения во впускное отверстие 2i корпуса 2 приемного прибора. Также опорная оправка 3 содержит фланец Зз, расположенный со стороны расположения впускной линзы Зг в полости подвижной оправки 3. Посредством фланца Зз опорная оправка 3 имеет более большую площадь поверхности соприкосновения с корпусом 2 приемного прибора, что улучшает качество и скорость настройки ввода лазерного излучения во впускное отверстие 2i приемного прибора.

Корпус узла 4 представляет собой цилиндрический корпус с одной стороны которого выполнен фланец 4i с отверстиями для крепления корпуса узла 4 на поверхности корпуса прибора 2. Во фланце 4i корпуса узла 4, выполнена выемка 4г под установку в неё фланца Зз опорной оправки 3. Это улучшает крепление и люфт опорной оправки 3 в полости корпуса узла 4, что улучшает эффективность ввода лазерного излучения во впускное отверстие 2i корпуса 2 приемного прибора, что также является преимуществом предложенного изобретения.

После установки фланца Зз в выемку 4г торцевые поверхности фланцев Зз и 4i находятся на одном уровне что увеличивает площадь контакта с поверхностью корпуса 2 прибора и улучшает перемещение корпуса узла 4 во время осуществления настройки ввода лазерного излучения через впускное отверстие 2i в корпус 2 прибора.

В качестве средства фиксации сопряжения сопрягаемой части 5г подвижной оправки 5 с сопрягаемой частью 3i опорной оправки 3 в корпусе узла 4 равномерно (под углом 120° друг к другу) выполнено три отверстия 4з с резьбой под настроечный винт 44 фиксации коллимирующего устройства 1i в полости корпуса узла 4.

Подвижная оправка 5 состоит из двух противоположно расположенных друг другу сопрягаемых частей 5i, 5г, между которыми расположена настроечная линза 5з в полости подвижной оправки 5. Одна сопрягаемая часть 5i подвижной оправки 5 сопрягается с упомянутым коллимирующим устройством 11, а противоположная сопрягаемая часть 5г подвижной оправки 5 сопрягается с сопрягаемой частью 3i опорной оправки 3. При этом между сопрягаемой частью 5г подвижной оправки 5 и сопрягаемой частью 3i опорной оправки 3 образован зазор 6 в результате чего подвижная оправка 5 примыкает с зазором к опорной оправке 3.

В полости подвижной оправки 5 расположена настроечная линза 5з, опирающаяся на выступ 54, который расположен со стороны расположения сопрягаемой части 5г на внешней поверхности которой выполнены резьбовые выступы для зацепления с внутренними резьбовыми выступами, выполненными на сопрягаемой части 3i опорной оправки 3.

Коллимирующее устройство 1i представляется собой корпус в полости которого расположена линза 1i коллимирующего устройства 1i, которое содержит средства крепления на оптическом коннекторе 1. Коллимирующее устройство 1i устанавливают на оптическом коннекторе 1. Работа узла адаптивного ввода, согласно предложенному изобретению, заключается в том, что сопрягают с зазором 6 опорную оправку 3 с подвижной оправкой 5. В результате чего сопрягаемая часть 3i опорной оправки 3 сопрягается с сопрягаемой частью 5г подвижной оправкой 5 при этом резьбовые выступы сопрягаемой частей 3i и 5г находятся в зацеплении, а зазор 6 образован между сопрягаемой частью 5г подвижной оправки 5 и сопрягаемой частью 3i опорной оправки 3 Фиг.5. Также посредством резьбового соединения возможно производить регулировку расстояния между впускной линзой Зг и настроечной линзой 5з. Затем путем изменения положения подвижной оправки 5 меняют параметры входа лазерного излучения во впускное отверстие 2i приемного прибора 2. Настройка сборки подвижной 5 и опорной 3 оправок осуществляется независимо при помощи построения изображения на выбранной длине волны лазерного излучения для приемного прибора. По окончании настройки в сопряжение (зазор 6) сопрягаемой части 5г подвижной оправки 5 с сопрягаемой частью 3i опорной оправки 3 наносится фиксирующий состав, остающийся эластичным после высыхания (например, в качестве фиксирующих составов могут быть использованы герметики на основе силиконов или герметик ВГО).

После чего в полость корпуса узла 4 с противоположной его стороны вставляют подвижную оправку 5, сопряженную с частью 3 в результате чего фланец Зз опорной оправки 3 входит в выемку 4г, а сопрягаемая часть 3i опорной оправки 3 расположена в полости корпуса узла 4.

Затем устанавливают фланец 4i корпуса узла 4 на впускное отверстие 2i корпуса 2 приемного прибора в результате чего впускная линза Зг расположена напротив впускного отверстия 2i корпуса 2 приемного прибора и крепят корпус узла 4 на корпусе 2 прибора посредством настроечных винтов 4 ₄ которые вставляют в отверстия 4з фланца 4i корпуса узла 4.

После чего в сопрягаемую часть 5i подвижной оправки 5 устанавливают коллимирующее устройство 1i в котором также установлено фокусное расстояние F1 Фи г.4 линзы 1г коллимирующего устройства 1i.

После чего к коллимирующему устройству 1i подсоединяется оптический коннектор 1.

Затем включают лазер (на фигурах не изображен), приемный прибор и производят настройку для установления необходимого пятна контакта лазерного излучения и угла его подачи в корпус 2 приемного прибора через впускное отверстие 2i ориентируясь по изображению, полученному на выходе приемного прибора. Для чего перемещают подвижную оправку 5 и меняют Фиг.5 угол отклонения (а) входного луча лазерного излучения, например, усилием пальцев руки. После получения заданных входных значений лазерного излучения в приемный прибор положение сопрягаемой части 5г подвижной оправки 5 с сопрягаемой частью 3i опорной оправки 3 фиксируется посредством затягивания настроечных винтов 44, которые фиксируют коллимирующее устройство 1i в полости корпуса узла 4.

Также следует отметить, что при использовании предложенного изобретения коэффициент сжатия (К) луча лазерного излучения на выходе относительно коллимирующего устройства 1i определяется по соотношению K=F2/F3 где

К - коэффициент сжатия луча лазерного излучения. F2 - фокусное расстояние линзы 5з.

F3 - фокусное расстояние линзы Зг.

Предложенное изобретение не ограничивается выше приведенными примерами реализации.

В данном описании приведены сведения, которые необходимы и достаточны для ясного понимания сути предложенного изобретения. Сведения, которые являются очевидными для специалистов в данные области техники, и которые не способствовали лучшему пониманию сущности предложенного изобретения не были приведены в данном описании.

Также понятно, что в месте сопряжения коллимирующего устройства с сопрягаемой частью подвижной оправки может быть выполнено резьбовое соединение для фиксации коллимирующего устройства и настроечной линзы подвижной оправки.

Также понятно, что впускная линза может располагаться в полости опорной оправки на различном расстоянии от настроечной линзы путем изменения длины конструкции системы, что позволяет менять коэффициент сжатия или расширения в зависимости от потребностей приемного прибора.

Также понятно, что при использовании предложенного изобретения возможно формировать пучок лазерного излучения, подаваемого в приемный прибор или возможно увеличивать пятно контакта (расширять пучек лазерного излучения) для это используют соответствующие впускные и настроечные линзы.

Также понятно, что до сопряжения подвижной оправки с опорной оправкой возможно наносить фиксирующий состав.

Также следует отметить, что преимуществом предложенного изобретения является простота конструкции с одновременным обеспечением высокой точности и скорости настройки в широком диапазоне вариации подачи лазерного излучения во впускное отверстие приемного прибора.

Технический результат

Техническим результатом предложенного изобретения является увеличение точности и диапазона настройки адаптивного ввода лазерного излучения, подаваемого в приемный прибор от оптического коннектора волоконного лазера с коллимирующим устройством.