Contacto de fibra óptica.

Contacto de fibra óptica para transmitir potencia óptica de magnitud moderada, específicamente potencia en el intervalo de 50-500 W, que comprende una fibra óptica que tiene un alma interna

(1) y un revestimiento circundante (2) para transmitir la radiación dentro del alma, así como capas circundantes adicionales (3) para estabilizar mecánicamente la fibra óptica, y en el que la parte delantera (7) del contacto de fibra óptica está rodeada por un miembro tubular transparente (8), preferentemente hecho de un material similar al material del revestimiento (2), y miembro tubular que se extiende cierta longitud (10) a lo largo de la superficie cilíndrica externa del revestimiento, y que un eliminador de modo (2') se aplica al revestimiento (2) para dispersar cualquier propagación de radiación dentro del revestimiento (2), caracterizado porque el miembro tubular transparente (8) está rodeando al revestimiento a lo largo de dicha longitud (10) y porque al menos una de las superficies cilíndricas del miembro tubular es rugosa.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/SE2008/000526.

Solicitante: OPTOSKAND AB.

Nacionalidad solicitante: Suecia.

Dirección: KROKSLÄTTS FABRIKER 30 43137 MÖLNDAL SUECIA.

Inventor/es: ROOS, SVEN-OLOV, BLOMSTER,Ola, UHRWING,THOMAS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > OPTICA > ELEMENTOS, SISTEMAS O APARATOS OPTICOS (G02F tiene... > Guías de luz; Detalles de estructura de las disposiciones... > G02B6/42 (Acoplamiento de guías de luz con elementos opto-electrónicos)
  • SECCION G — FISICA > OPTICA > ELEMENTOS, SISTEMAS O APARATOS OPTICOS (G02F tiene... > Guías de luz; Detalles de estructura de las disposiciones... > G02B6/38 (siendo los medios de acoplamiento fibra a fibra)

PDF original: ES-2519470_T3.pdf

 

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Contacto de fibra óptica.
Contacto de fibra óptica.

Fragmento de la descripción:

Contacto de fibra óptica.

La presente invención se refiere a un contacto de fibra óptica para transmitir potencia óptica de magnitud moderada, específicamente potencia en el intervalo de 5-5 W, que comprende una fibra óptica que tiene un alma interna y un revestimiento circundante para transmitir la radiación dentro del alma, así como capas circundantes o envueltas protectoras adicionales para estabilizar mecánicamente la fibra óptica.

Para evitar daños del contacto de fibra óptica en caso de radiación incidente fuera del alma de la fibra, o radiación reflejada de vuelta a los contactos de fibra, se han desarrollado métodos específicos para ocuparse de dicha pérdida de potencia. Cuando se transmite baja potencia óptica podría usarse un tipo más convencional de contacto de fibra, pero en caso de potencia óptica elevada se requiere algún tipo de refrigeración, por ejemplo medios para absorber la pérdida de potencia por radiación incidente al menos parcialmente en un refrigerante fluido.

Los cables de fibra óptica para transmitir potencia óptica en el intervalo de algunos mW hasta varios kW se usan frecuentemente en aplicaciones industriales. Para dichas aplicaciones se ha desarrollado un tipo específico de contactos para transmitir la radiación entre diferentes unidades. Para baja potencia óptica, es conocido previamente un tipo de contacto llamado SMA, basado en un casquillo que está centrando la fibra. El casquillo puede estar hecho de un metal, o un material cerámico para aguantar una potencia óptica más elevada. Dicho contacto es pequeño y tiene un bajo coste de fabricación, pero presenta un uso limitado debido a la baja capacidad de refrigeración, de modo que el contacto podría resultar dañado si se calienta mucho. Por esa razón en el mercado existen otros tipos de contactos de fibra para potencia óptica elevada que se basan en el hecho de que cierta longitud de la fibra está separada. Sin embargo, solamente puede conseguirse un incremento limitado de capacidad mediante este tipo de diseño de contacto. El contacto podría transmitir potencia óptica elevada, pero si la radiación por alguna razón sale del alma de la fibra el contacto podría ser destruido. Por esa razón, este tipo de contacto debe usarse solamente para una potencia óptica de hasta algunas decenas de W.

La principal razón para un daño en el sistema óptico es el calentamiento. Normalmente, una fibra óptica tiene un alma interna hecha de vidrio y una o más capas circundantes que tienen un índice de refracción que supera el índice de refracción del alma para "bloquear" la radiación dentro del alma mecánicamente. Estas capas se denominan barreras protectoras o envueltas, y están optimizadas para una elevada capacidad mecánica pero no tienen la capacidad óptica necesaria para ocuparse de una potencia óptica elevada. En caso de que la radiación entre en el revestimiento, dicha radiación se propaga a través del revestimiento hasta la zona en la que las capas protectoras circundantes están conectadas al revestimiento. Ésta es una región crítica de la fibra y, por lo tanto, aquí podría esperarse un daño.

Otra región crítica de la fibra, que está expuesta a daños, es la parte de la fibra que está en contacto mecánico con un elemento de soporte. La radiación transmitida en el revestimiento podría fugarse hacia fuera en dichos puntos de contacto y causar un daño a la fibra. En cuanto la fibra es ensamblada en un contacto, la fibra debe mantenerse y centrarse en una posición correcta en el cuerpo de contacto y, por lo tanto, se requiere algún componente mecánico para sujetar la fibra y que entra a continuación en contacto mecánico con la fibra.

Ya se conocen diferentes métodos para ocuparse de la radiación de potencia no deseada y proteger los componentes de la fibra contra daños. En contactos de fibra para potencia óptica elevada, la radiación no deseada puede eliminarse del revestimiento por medio de la llamada atenuación modal, véase por ejemplo el documento EP 61958. En este caso, el revestimiento está provisto de una capa adicional que puede ser rugosa para desviar la radiación no deseada, que es introducida en el revestimiento, en las inmediaciones. Al hacer el contacto de fibra lo suficientemente grande, y de este modo la superficie externa expuesta a las inmediaciones lo suficientemente grande, el calentamiento no deseado puede reducirse, véase por ejemplo el documento DE 435313. También existen otros tipos de métodos de refrigeración, específicamente por medio de refrigeración interna por agua en el contacto, de modo que la radiación de potencia no deseada sea dispersada lejos, véase el documento EP 9181.

En el documento SE 6263-8 se describe otro ejemplo de un contacto de fibra óptica para potencia óptica elevada. En este caso, la superficie del extremo de la fibra está en contacto óptico con un cuerpo de un material transparente, por ejemplo una barra o cualquier otro tipo de cuerpo sólido hecho de cuarzo, cuerpo que, en conexión con el extremo de la fibra óptica, tiene un área superficial que supera el área superficial de contacto del extremo de la fibra y tiene un diseño cónico. Mediante dicho diseño de la superficie del cuerpo transparente, se proporciona una geometría de flujo más eficaz alrededor del extremo de la fibra. Además, dicha superficie proporciona una mayor área para pérdida de potencia por radiación incidente así como desvío de dicha radiación incidente hacia el eje óptico del contacto de fibra. También se describen contactos de fibra óptica en los documentos US 27172174 y US 4575 181. Sin embargo, en estos dispositivos es necesario introducir medios o cavidades específicas para protegerlos de radiaciones de potencia no deseada, lo que les hace costosos y voluminosos.

Los métodos de refrigeración que se han descrito pueden usarse ahora también para potencia óptica muy elevada. Sin embargo, dichos contactos de fibra óptica son complicados, costosos y voluminosos. Existe una necesidad de un contacto de fibra óptica que se usará para radiación de potencia de magnitud moderada, típicamente 5-5 W y

que no sea demasiado complicado y voluminoso.

De acuerdo con la invención, la parte delantera del contacto de fibra óptica es transparente, de modo que la pérdida de potencia por radiación abandone el contacto de fibra en forma de radiación óptica sin ningún calentamiento del contacto. La parte delantera del contacto de fibra óptica está rodeada por un miembro tubular transparente, 5 preferentemente hecho de un material similar al material del revestimiento. El miembro tubular se extiende cierta longitud a lo largo de la superficie cilindrica externa del revestimiento, rodeando y conectado al revestimiento a lo largo de esta distancia de longitud y que al menos una de las superficies cilindricas del miembro tubular es rugosa.

De acuerdo con una realización preferida adicional, el miembro tubular y la fibra se fusionan entre si en el extremo frontal para proporcionar una única estructura mecánica.

A continuación, la invención se describirá con más detalle con referencia a los dibujos adjuntos, en los que

La figura 1 ilustra lo que ocurre en un contacto de fibra óptica típico cuando se sobrecalienta,

La figura 2 ilustra esquemáticamente un contacto de fibra óptica de acuerdo con la invención en la que la parte delantera del contacto de fibra óptica está rodeada por un miembro tubular transparente,

La figura 3 ilustra una realización alternativa con un miembro no transparente, pero que dispersa la luz, dispuesto 15 en la región posterior del contacto,

La figura 4 ilustra un primer ejemplo de aplicación del contacto de fibra,

La figura 5 ilustra un segundo ejemplo de aplicación del... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Contacto de fibra óptica para transmitir potencia óptica de magnitud moderada, específicamente potencia en el intervalo d.

5. 500 W, que comprende una fibra óptica que tiene un alma interna (1) y un revestimiento circundante (2) para transmitir la radiación dentro del alma, así como capas circundantes adicionales (3) para estabilizar mecánicamente la fibra óptica, y en el que la parte delantera (7) del contacto de fibra óptica está rodeada 5 por un miembro tubular transparente (8) , preferentemente hecho de un material similar al material del revestimiento (2) , y miembro tubular que se extiende cierta longitud (10) a lo largo de la superficie cilíndrica externa del revestimiento, y que un eliminador de modo (2') se aplica al revestimiento (2) para dispersar cualquier propagación de radiación dentro del revestimiento (2) , caracterizado porque el miembro tubular transparente (8) está rodeando al revestimiento a lo largo de dicha longitud (10) y porque al menos una de las superficies cilíndricas del miembro 10 tubular es rugosa.

2. Contacto de fibra óptica de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el eliminador de modo (2') comprende una rugosidad del revestimiento (2) .

3. Contacto de fibra óptica de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el eliminador de modo (2') comprende una capa adicional de un material transparente que tiene una rugosidad y está aplicada al revestimiento 15 (2) .

4. Contacto de fibra óptica de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el miembro tubular transparente (8) y la fibra están fusionados entre sí en el extremo frontal de la parte delantera (7) del contacto formando una estructura mecánica (9) .

5. Contacto de fibra óptica de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el miembro tubular 20 transparente (8) tiene un diámetro externo de 1-5 mm y una longitud d.

3. 100 mm.

6. Contacto de fibra óptica de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque un miembro de manguito no transparente, que no absorbe sino que dispersa la luz (14) se aplica a la región posterior del contacto, rodeando al revestimiento y formando una prolongación de dicho miembro tubular transparente (8) .

7. Contacto de fibra óptica de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque dicho miembro de 25 manguito no transparente, que no absorbe sino que dispersa la luz (14) está hecho de cerámicas de óxido de aluminio (Al2O3) o similares y tiene sustancialmente el mismo diámetro que el miembro tubular transparente (8) .

8. Contacto de fibra óptica de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la parte delantera (7) del contacto de fibra está sujeta por un elemento de soporte frontal (15) que tiene una abertura cónica (16) y porque las partes delantera (7) y posterior del contacto de fibra permiten que se forme una cavidad (17) entre el miembro 30 tubular transparente externo (8) del contacto de fibra, una carcasa cilíndrica (18) , el elemento de soporte frontal (15) y un elemento de soporte posterior en forma de anillo (12, 13) .

9. Contacto de fibra óptica de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque el elemento de soporte frontal (15) está hecho de un material no absorbente.

10. Contacto de fibra óptica de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque el extremo frontal (22) del 35 contacto de fibra tiene una superficie inclinada amolada y pulida para desviar la radiación retrorreflejada.