[发明专利]光纤连接器端面参数测量装置及测量方法

说明书

为解决现有光纤连接器端面参数测量方法易受环境影响、测试精度不高、测量效率低、动态范围小的技术问题，本发明提出了一种光纤连接器端面参数测量装置及测量方法。其中，测量装置包括沿同一光路依次设置的光源、会聚镜、靶板、准直镜、一号分束镜和吸收体；定义一号分束镜面向准直镜的面为第一镜面，在准直镜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；一号显微物镜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、扩束系统和夏克‑哈特曼波前传感器；二号分束镜的反射光路上依次设置有二号显微物镜和成像探测器；成像探测器设置在一维电控平移台上，一维电控平移台通过驱动器与控制及数据分析计算机相连。

技术领域

本发明属于光学领域，涉及一种光纤连接器端面参数测量装置及测量方法。光纤连接器端面参数包括光纤连接器的端面三维形貌、曲率半径、研磨偏心和光纤高度值。

背景技术

光纤连接器的作用就是将光纤连接起来，使光信号能以最低的损耗在光纤系统中传输，它是光纤通信系统的重要器件。要想光纤连接器介入光通信线路中对系统影响达到最小，就必须保证其光学性能，而衡量光纤连接器光学性能优劣的因素并不是外界原因，而是其自身端面的质量状况。因此，对光纤连接器的端面三维形貌、曲率半径、研磨偏心和光纤高度值等参数的定量检测就变得非常重要。通过对光纤连接器端面参数的高精度测量，并作出最终评价，就可以可靠的评价连接器的质量水平，最终保证光纤通信的稳定可靠。

目前，光纤连接器端面参数测量方法主要有：机械探针法、光学探针法、扫描电子显微镜法、扫描探针显微镜法和干涉显微测量法。

机械探针法为接触式测量，易损伤被测面。光学探针法为非接触式测量，需要高精度调焦系统，测量精度不高。扫描电子显微镜采用的是电子探针，它要求被测面必须有良好的导电性能，需要逐点扫描，如果被测面较大，就需要相当长的时间，非常费时并且操作起来也相对复杂。扫描探针显微镜测量精度高，但是操作复杂，对操作环境要求高，并且现阶段仍有很多技术难题没有解决，测量范围有很大的局限性。干涉显微测量法利用光波干涉和显微放大的原理，通过采用外差干涉或相移干涉等自动相位测量技术，从而精密测量光纤连接器端面参数；其中，外差干涉法精度高，但系统复杂，实际操作中影响因素较多，应用相对较少；相移干涉法易受外界坏境气流扰动及振动影响，无法动态测量。同时，干涉显微测量法测量动态范围小，对光纤连接器的位置精度要求高，且对光源的相干性要求高。

发明内容

为了解决背景技术中现有光纤连接器端面参数测量方法易受环境影响、测试精度不高、测量效率低、动态范围小的技术问题，本发明提出了一种光纤连接器端面参数测量装置及测量方法，

本发明的技术方案是：

光纤连接器端面参数测量装置，其特殊之处在于：包括沿同一光路依次设置的光源、会聚镜、靶板、准直镜、一号分束镜和吸收体；

定义一号分束镜面向准直镜的面为第一镜面，在准直镜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；一号显微物镜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、扩束系统和夏克-哈特曼波前传感器；二号分束镜的反射光路上依次设置有二号显微物镜和成像探测器；成像探测器设置在一维电控平移台上，一维电控平移台通过驱动器与控制及数据分析计算机相连；

靶板位于准直镜的焦点位置，靶板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为光源的中心波长；f为准直镜的焦距；D为准直镜的通光口径；

扩束系统为开普勒结构，采用双远心光路；

夏克-哈特曼波前传感器用于实时采集被测光纤连接器的端面图像，并传送给控制及数据分析计算机；控制及数据分析计算机用于根据所述端面图像获取被测光纤连接器的端面三维形貌、曲率半径、研磨偏心和光纤高度值。

进一步地，还包括用于调整被测光纤连接器姿态的五维调整机构；五维调整机构设置在被测光纤连接器的下方。