[发明专利]塑料光纤传输损耗无损检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对塑料光纤传输损耗进行无损实时检测的方法。

背景技术

塑料光纤的传输损耗系数是衡量塑料光纤质量的重要参数，然而目前对其进行测量的手段不多。如文献“塑料光纤衰减测试方法的探讨”中所述，现在主要的测量方法有三种：截断法、插入损耗法和后向散射法。其中市场上有一种基于截断法的测量仪器(北京万丰通达公司的FibKey WF6803)，但是以上方法都不能应用到生产线上进行实时测量，而是将生产出的光纤产品进行截断采样，然后在样品光纤的截面上注入和提取光能量，通过处理注入与提取的光功率信息获得光纤的传输损耗系数。其缺点是：一、通过提取产品光纤中的一段样品进行采样测量，不能实现在线测量，无法及时获得生产线上的光纤质量信息，实时性很差；二、因为是采样测量，所以需要投入部分人力，还要切除大量样品光纤，造成了人力、物力的浪费；三、通过测量样品的损耗系数，来标定全部产品的损耗信息，准确性和可靠性差。

另一方面，传统的石英光纤传输损耗在线测量系统也无法复制到塑料光纤生产线上，如发明专利“Method for using on line optic fiber loss monitor(专利号：US4,081,258)”提出如下方案：在固定于拉丝塔上的光纤预制棒一端注入光信号，在光纤产品的接收端提取光信号，通过处理注入与提取的光信号来获得光纤传输损耗系数。但是这种方案无法应用到塑料光纤生产线上，因为石英光纤传输损耗极低，光在纤芯内传输甚至数十千米后，在产品接收端依旧可以提取到足够强度的光信号；然而，塑料光纤传输损耗极大，在挤出机处注入光信号，随着光纤产品挤出到一定长度后(比如200m)，在产品接收端将无法探测到足够强度的光信号。综上，目前市场上没有一种可以应用在生产线上的塑料光纤传输损耗实时检测系统。

发明内容

本发明提供了一种塑料光纤传输损耗无损检测方法，主要解决了现有检测方法必须截断塑料光纤才能检测，以及无法对塑料光纤传输损耗进行在线检测的问题。

本发明的具体技术解决方案如下：

该塑料光纤传输损耗无损检测方法，包括以下步骤：

1]选取塑料光纤中的任意一段作为待测光纤，将待测光纤长度记录为L，

2]将待测光纤的一端弯曲，同时使该弯曲处的光纤整体或其部分表面浸没在一种大于或等于光纤包层折射率的外部介质环境中；同样，将待测光纤的另一端弯曲，同时使该弯曲处的光纤整体或其部分表面浸没于一种大于或等于光纤包层折射率的外部介质环境中；

3]入射光穿过外部高折射率介质环境，在浸没于所述外部高折射率介质环境中的待测光纤一端弯曲段的表面处，通过光纤包层实现光信号的注入，使入射光信号进入纤芯传输；注入到光纤纤芯的光信号在待测光纤另一端弯曲部分通过光纤包层辐射到外部介质环境中；探测此时辐射出的光信号功率并记录为P₁；

4]将待测光纤长度增加至L+ΔL，即增加了长度为ΔL的塑料光纤段，重复步骤2和步骤3，探测此时辐射出的光信号功率并记录为P₂。

5]通过P₁，P₂及ΔL，得到光纤传输损耗系数α。

上述步骤3中，入射光应与光信号实现注入后光纤恢复拉直状态的平直部分平行或接近平行。

上述步骤1中，L的长度决定于被测塑料光纤纤芯内的光场模式分布达到稳定所需的传输距离，以大于20米为佳。

上述步骤2中，对于被测塑料光纤，其弯曲的曲率半径R的选择须满足：R不能过小以避免永久地改变光纤原有属性或损伤光纤，R也不能过大以妨碍光能量的高效注入和提取。两段弯曲的曲率半径相同，曲率半径以8mm到16mm为佳。

上述步骤3中，入射光射入待测段光纤时的光束直径大于塑料光纤纤芯直径。

上述步骤2中所述的介质，以选择折射率匹配液为佳，折射率匹配液应与塑料光纤不发生化学反应、不改变塑料光纤属性、不腐蚀塑料光纤。

上述步骤3中，对辐射出的光信号进行汇聚，将汇聚后的光信号功率进行探测并记录。

上述步骤5中，将光信号注入后，第一次提取的光信号的功率P₁作为第二次提取的光功率所对应的输入光功率，将第二次提取的光信号的功率P₂作为第一次提取的光功率所对应的输出光功率，将P₁、P₂分别视为ΔL段塑料光纤两端的输入光功率与输出光功率，结合长度ΔL并代入公式求得传输损耗系数。