穿越坡莫合金屏蔽层的波导光棒、阵列组及光导照明系统的制作方法

专利2026-05-11  9


本技术涉及极弱磁试验环境光导照明,具体为一种穿越坡莫合金屏蔽层的波导光棒、阵列组及光导照明系统。


背景技术:

1、极弱磁环境是通过各种手段尽量屏蔽地球磁场以及其他电磁场后达成的一个极弱磁区域,世界上现有的极弱磁环境基本为试验舱级别、且剩磁为10nt级别,内部无电气线路、或仅存有微弱的直流测控类线路,以上线路经高磁通管道后,其对试验舱的电磁影响已可忽略不计。随着国防、航空、航天、医疗等多方面的需求,将来建立统一的超大型极弱磁环境试验室(剩磁为10nt~1nt级别)已经提上日程,针对该类超大型极弱磁环境试验室内部的照明需求,传统光源自身对周边极弱磁环境的电磁影响是不可忽视的,一种解决办法是采用光导照明的办法,将光源设置于超大型极弱磁环境试验室屏蔽层(一般为多层坡莫合金组成)之外,并通过适宜的导光系统将光源发出的光导入到试验室内部,再通过合适的末端灯具达成照明效果。但是,由于坡莫合金屏蔽层不光要考虑屏蔽静磁场、还要考虑屏蔽周边诸如5g信号等高频磁场,因而需要采用截止波导管的方式作为风、水、电、照明等系统的引入,或加以对应处理。

2、对于采用截止波导管的方式,目前存在的技术问题包括:传统波导管在直接用于光传输时对光的指向性要求极高、难以直接应用于极弱磁环境光导照明系统;目前5g信号频段,要实现干扰频率f远小于波导管的最低截止频率fc,且达成对干扰磁场较为理想的衰减能力,要求波导管直径一般不能超过几厘米,而传统导光管的光传输效率与其直径正相关,一般要达数百厘米,从而导致实施方案存在困难;而且采用波导管阵列组,则还需要考虑可用光通截面的问题。


技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种波导光棒以解决传统波导管用于极弱磁环境光导穿越坡莫合金屏蔽层的光穿指向性问题;同时采用该波导光棒提供一种阵列组及光导照明系统,使光导照明系统穿越超大型极弱磁环境试验室坡莫合金屏蔽层位置时尽量降低外部磁场的入侵影响,提高光穿越效率。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:

2、一种穿越坡莫合金屏蔽层的波导光棒,所述波导光棒由外侧的波导管与内部的二氧化硅多模光纤预制棒组成;所述波导管与所述光纤预制棒之间设置有反光涂层,所述波导光棒为正六棱柱形,波导管与所述光纤预制棒截面均为正六边形。

3、进一步的优化,波导管内壁外接圆直径不超过2cm、波导管长度不小于4cm。

4、进一步的,波导管内壁外接圆直径不超过1cm。

5、由所述的波导光棒组成的波导光棒阵列组,所述波导光棒阵列组为不少于7根波导光棒排列组成,各个波导光棒的上下底面均对齐,相邻波导光棒的外壁相贴。

6、进一步的优化,所述波导光棒阵列组外部整体轮廓为正六棱柱形。

7、一种穿越坡莫合金屏蔽层的光导照明系统,包括所述波导光棒阵列组、屏蔽层外侧光导照明系统导光管及屏蔽层内侧光导照明系统导光管;所述波导光棒阵列组穿越外层坡莫合金屏蔽层和内层坡莫合金屏蔽层,波导光棒阵列组的内端与屏蔽层内侧光导照明系统导光管连接,波导光棒阵列组的外端与屏蔽层外侧光导照明系统导光管连接。

8、进一步的优化,所述的穿越坡莫合金屏蔽层的光导照明系统,波导光棒阵列组两端的端面能够完全覆盖两侧光导照明系统导光管的端面。

9、本实用新型波导光棒于波导管内部设置一根二氧化硅多模光纤预制棒,利用光纤预制棒对一端入射的不超过一定角度的光可以于纤预制棒内部经多次全反射后几乎无损传播至另一端后发的全反射物理特性,达成光路传输效果。

10、考虑到单个波导管的内径远小于光导照明导光管所需内径要求,本实用新型波导光棒在实际使用时需要成阵列使用。由多根波导光棒组成的阵列即可满足坡莫合金屏蔽层两侧光导照明系统的连通与光路传播,从而实现光导照明系统于屏蔽层位置的穿越。

11、常规圆形波导光棒具有生产简单的优点,但多个圆形波导光棒组成阵列的波导管内部区域面积占总面积的占比较低,同时考虑到光纤预制棒对全反射的光的入射角要求,其外周各边之间的角度越大越好,因此,兼顾以上要求的理想的波导光棒截面优选采用正六边形,实际使用时成蜂巢阵列排布后,大大提高了可用光通截面。

12、本实用新型的有益效果:

13、本实用新型的波导光棒可以解决光导照明系统于传统波导管的光穿指向性、以及效率问题。本实用新型可以在尽量减少外部磁场入侵影响的同时,有效解决光导照明系统于超大型极弱磁环境试验室坡莫合金屏蔽层位置的光穿越效率问题。



技术特征:

1.一种穿越坡莫合金屏蔽层的波导光棒,其特征在于:所述波导光棒由外侧的波导管(1)与内部的二氧化硅多模光纤预制棒(2)组成;所述波导管(1)与所述光纤预制棒(2)之间设置有反光涂层,所述波导光棒为正六棱柱形,波导管(1)与所述光纤预制棒(2)截面均为正六边形。

2.根据权利要求1所述的穿越坡莫合金屏蔽层的波导光棒,其特征在于:波导管(1)内壁外接圆直径不超过2cm、波导管(1)长度不小于4cm。

3.根据权利要求2所述的穿越坡莫合金屏蔽层的波导光棒,其特征在于:波导管(1)内壁外接圆直径不超过1cm。

4.由权利要求1~3中任意一项所述的波导光棒组成的波导光棒阵列组,其特征在于:所述波导光棒阵列组为不少于7根波导光棒排列组成,各个波导光棒的上下底面均对齐,相邻波导光棒的外壁相贴。

5.根据权利要求4所述的波导光棒组成的波导光棒阵列组,其特征在于:所述波导光棒阵列组外部整体轮廓为正六棱柱形。

6.一种穿越坡莫合金屏蔽层的光导照明系统,其特征在于:包括权利要求4所述波导光棒阵列组、屏蔽层外侧光导照明系统导光管(5)及屏蔽层内侧光导照明系统导光管(6);所述波导光棒阵列组穿越外层坡莫合金屏蔽层(3)和内层坡莫合金屏蔽层(4),波导光棒阵列组的内端与屏蔽层内侧光导照明系统导光管(6)连接,波导光棒阵列组的外端与屏蔽层外侧光导照明系统导光管(5)连接。

7.根据权利要求6所述的穿越坡莫合金屏蔽层的光导照明系统,其特征在于:波导光棒阵列组两端的端面能够完全覆盖两侧光导照明系统导光管的端面。


技术总结
本技术公开了一种穿越坡莫合金屏蔽层的波导光棒、阵列组及光导照明系统。所述波导光棒由外侧的波导管与内部的二氧化硅多模光纤预制棒组成;波导管与光纤预制棒之间设置有反光涂层,波导光棒为正六棱柱形。所述光导照明系统包括由波导光棒组成的波导光棒阵列组和屏蔽层两侧的光导照明系统导光管。本技术可以在尽量减少外部磁场入侵影响的同时,有效解决光导照明系统于超大型极弱磁环境试验室坡莫合金屏蔽层位置的光穿越效率问题。

技术研发人员:赵芃,逯霞,刘芳
受保护的技术使用者:中国航空规划设计研究总院有限公司
技术研发日:20240508
技术公布日:2024/12/17
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