[发明专利]光纤连接器端面参数测量装置及测量方法

权利要求书

1.利用光纤连接器端面参数测量装置测量光纤连接器端面参数的方法，

所述光纤连接器端面参数测量装置包括沿同一光路依次设置的光源(1)、会聚镜(2)、靶板(3)、准直镜(4)、一号分束镜(5)和吸收体(6)；

定义一号分束镜(5)面向准直镜(4)的面为第一镜面，在准直镜(4)的出射光束经第一镜面反射后的反射光路上，设置有一号显微物镜(7)；一号显微物镜(7)的出射光束经第一镜面透射后的透射光路上依次设置有二号分束镜(9)、扩束系统(13)和夏克-哈特曼波前传感器(15)；二号分束镜(9)的反射光路上依次设置有二号显微物镜(10)和成像探测器(11)；成像探测器(11)设置在一维电控平移台(19)上，一维电控平移台(19)通过驱动器(12)与控制及数据分析计算机(16)相连；

靶板(3)位于准直镜(4)的焦点位置，靶板(3)的中心位置有一小孔，小孔直径d的大小为：d＝2.44λf/D，式中，λ为光源(1)的中心波长；f为准直镜(4)的焦距；D为准直镜(4)的通光口径；

扩束系统(13)为开普勒结构，采用双远心光路；

其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1)将被测光纤连接器(8)放置在一号显微物镜(7)的物方位置处；

2)开启光源(1)；

3)利用驱动器(12)驱动一维电控平移台(19)运动，从而使成像探测器(11)沿二号显微物镜(10)的光轴方向直线运动，直到由控制及数据分析计算机(16)监测到光纤连接器端面的清晰像；

4)通过五维调整机构(20)调整被测光纤连接器(8)的姿态，使得由夏克-哈特曼波前传感器(15)采集到的光斑质心坐标与夏克-哈特曼波前传感器系统波前误差标定的基准位置重合；

5)取下定位基准机构(14)，利用夏克-哈特曼波前传感器(15)实时采集图像；

6)控制及数据分析计算机(16)根据夏克-哈特曼波前传感器(15)采集的图像，计算被测光场波前斜率，并利用区域法波前重构方法得到被测光纤连接器端面位置处的光场相位分布Φ(x,y)；

7)控制及数据分析计算机(16)根据相位分布Φ(x,y)计算被测光纤连接器(8)的端面表面高度分布为：

8)根据二维截面图和端面表面高度分布，得到端面的三维形貌；

9)将被测光纤连接器(8)的端面看成是球面，并将所述球面划分成装配区域、抽取区域和压平区域，对装配区域和抽取区域之间的三维形貌有效数据进行球面拟合，得到球心坐标和球面曲率半径r₀；

10)根据拟合得到的球心坐标，计算被测光纤连接器(8)端面的研磨偏心o为：

式中，x′，y′为光纤纤芯位置坐标；d为成像探测器(11)的像元尺寸大小；K为扩束系统(13)的扩束比；

11)计算光纤高度值：

用步骤7)测量的光纤连接器(8)的端面表面高度分布h(x,y)，减去步骤9)对测量的光纤连接器(8)的端面三维形貌有效数据进行球面拟合后的结果，取所得差值中压平区域的平均值即为光纤高度值。