一种光子晶体光纤在线定轴仪制造技术

本实用新型专利技术公开一种光子晶体光纤在线定轴仪，包括光纤固定装置和光纤散射系统，所述光纤固定装置用于在测量时夹持光子晶体光纤，所述光纤散射系统包括相干光源、电机、成像屏、显微相机、CCD相机和计算机，测量时，光子晶体光纤夹在电机与显微相机之间并固定于电机的同心轴，通过电机控制光子晶体光纤旋转，相干光源从光子晶体光纤侧边垂直照射，光线经过光子晶体光纤照射在放置在光纤另一侧的成像屏上，所述CCD相机捕捉成像屏上的前向散射图案，所述显微相机拍摄光子晶体光纤端面图案，还包括光纤位置测量系统，所述光纤位置测量系统用于在开始测量前观测整条光子晶体光纤上的点在光子晶体光纤转动时的位置变化。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光纤器件加工制作
，具体涉及一种光子晶体光纤在线定轴仪。
技术介绍
光子晶体光纤一般由单一介质构成(例如二氧化硅)并且在轴向上具有并行排列的空气孔结构，相对于传统光纤而言，光子晶体光纤由于其单一无掺杂的石英材质和灵活多样的结构设计特性，使得光子晶体光纤具有传统光纤无法比拟的优良特性，比如极高的非线性系数、易于实现多芯结构、极低损耗和可调节色散等。光子晶体光纤可应用于光子晶体光纤激光器，模间干涉传感器，折射率传感器等。光子晶体光纤内部空气孔结构的排列使其具有轴向上的方位角，该方位角与光子晶体光纤性能密切联系，因此在光子晶体光纤器件的加工制作过程中，都要求对光纤的特殊方位角进行确定。例如，在光子晶体光纤光栅刻写时，刻写激光以不同角度进入光子晶体光纤内部的效率不同，因此需要在刻写过程中确定激光的进入方向与光子晶体光纤端面微结构之间的相对位置关系。现有技术采用激光侧面照射光子晶体光纤产生的散射光分析光子晶体光纤的轴向方位角，采用此种方法时，由于光子晶体光纤内部的多重散射效应，需在光子晶体光纤的空气孔中填充折射率接近光纤包层的匹配液，同时，不同种类的光子晶体光纤对于前向散射光的接收器的位置各不相同，且对位置的精度要求很高。公开号为CN104197863A的中国专利公开了一种光子晶体光纤方位角确定方法，它基于前向散射图案分析法，用激光垂直照射在光子晶体光纤的侧面并在前方的成像屏上成像，该成像为前向散射条纹图案，用数码相机拍摄该散射条纹图案，由与数码相机相连的处理器对散射条纹图案进行处理。此方法及系统中，光纤在转动过程当中，两端被固定，但是光纤夹的固定不一定牢固。而且由于光纤自身的重力影响，光纤的中间部分会下垂一些。如果光纤下垂的幅度较大，原来经过纤芯的激光可能会从光纤的包层通过甚至不经过光纤而直接到达光屏，这会对实验效果会造成比较严重的影响。
技术实现思路
本技术的目的是解决现有技术的缺陷，提供一种光子晶体光纤在线定轴仪，采用的技术方案如下：一种光子晶体光纤在线定轴仪，包括光纤固定装置和光纤散射系统，所述光纤固定装置用于在测量时夹持光子晶体光纤，所述光纤散射系统包括相干光源、电机、成像屏、显微相机、CCD相机和计算机，测量时，光子晶体光纤夹在电机与显微相机之间并固定于电机的同心轴，通过电机控制光子晶体光纤旋转，相干光源从光子晶体光纤侧边垂直照射，光线经过光子晶体光纤照射在放置在光纤另一侧的成像屏上，所述CCD相机捕捉成像屏上的前向散射图案，所述显微相机拍摄光子晶体光纤端面图案，其特征在于，还包括光纤位置测量系统，所述光纤位置测量系统包括照明装置、图像采集模块和位置调节模块，所述照明装置位于图像采集模块之上，对图像采集模块采集范围内的物体进行照明，所述图像采集模块对光子晶体光纤进行图像采集，所述位置调节模块与光子晶体光纤平行，所述照明装置和图像采集模块设置在位置调节模块上并可沿位置调节模块移动，以在开始测量前观测整条光子晶体光纤上的点在光子晶体光纤转动时的位置变化。光纤在转动过程当中，两端被固定，但是光纤固定装置对光纤的固定不一定牢固，而且由于光纤自身的重力影响，光纤的中间部分会下垂，如果光纤下垂的幅度较大，原来经过纤芯的激光可能会从光纤的包层通过甚至不经过光纤而直接到达成像屏，这对实验效果会造成比较严重的影响，所以本技术设置光纤位置测量系统对光纤旋转的稳定性进行测量，以确保实验结果的准确。作为优选，所述光纤固定装置通过磁吸力夹持光子晶体光纤。作为优选，所述光纤固定装置包括底部燕尾座、燕尾槽、光纤压槽，所述燕尾座通过顶丝固定在燕尾槽上，测量时将光子晶体光纤放在光纤压槽上。作为优选，所述位置调节模块为与光子晶体光纤平行的轨道。作为优选，本技术中，在相干光源发出的相干光束的同轴方向上，光子晶体光纤与成像屏间设置有光阑，以减小直射到成像屏上的相干光对散射光的影响。作为优选，所述图像采集模块包括镜头和相机。作为优选，所述相干光源为激光器。作为优选，本技术中，通过磁性底座及设于磁性底座上的杆架固定激光器及光阑，其好处在于结构简单并且可以较灵活的调整仪器位置及高度。与现有技术相比，本技术的有益效果：1、本技术结合电机控制光子晶体光纤轴向旋转，可实现对光子晶体光纤轴向结构位置的选择及确定，定轴方法快速简便，定轴精度高，可应用于不同内部结构的光子晶体光纤定轴。2、本技术设置光线位置测量系统对光纤旋转的稳定性进行测量，确保实验结果的准确。附图说明图1是本技术的光纤固定装置的结构及尺寸示意图；图2是本技术的光纤散射系统的结构示意图；图3是本技术的光纤位置测量系统的结构示意图；图4是六角形光子晶体光纤轴向角示意图；图5是六角形光子晶体光纤横切面示意图；图6是六角形光子晶体光纤横切面实物图；图7是不同轴向方位角下的六边形光子晶体光纤前向散射图；图8是半幅散射条纹强度总和特征值曲线和光子晶体轴向方位角关系图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术做进一步详细描述。实施例：如图1至图3所示，一种光子晶体光纤在线定轴仪，包括光纤固定装置和光纤散射系统，所述光纤固定装置用于在测量时夹持光子晶体光纤，所述光纤散射系统包括相干光源1、电机2、成像屏3、显微相机5、CCD相机4和计算机7，测量时，光子晶体光纤6夹在电机2与显微相机5之间并固定于电机2的同心轴，通过电机2控制光子晶体光纤6旋转，相干光源1从光子晶体光纤6侧边垂直照射，光线经过光子晶体光纤6照射在放置在光纤另一侧的成像屏3上，所述CCD相机4捕捉成像屏3上的前向散射图案，所述显微相机5拍摄光子晶体光纤6的端面图案，还包括光纤位置测量系统，所述光纤位置测量系统包括照明装置8、图像采集模块和位置调节模块10，所述照明装置8位于图像采集模块之上，对图像采集模块采集范围内的物体进行照明，所述图像采集模块对光子晶体光纤6进行图像采集，所述位置调节模块10与光子晶体光纤6平行，所述照明装置8和图像采集模块设置在位置调节模块10上并可沿位置调节模块10移动，以在开始测量前观测整条光子晶体光纤6上的点在光子晶体光纤6转动时的位置变化。所述光纤固定装置通过磁吸力夹持光子晶体光纤。如图1所示，所述光纤固定装置包括底部燕尾座、燕尾槽、光纤压槽，所述燕尾座通过顶丝固定在燕尾槽上，测量时将光子晶体光纤放在光纤压槽上。所述位置调节模块10为与光子晶体光纤平行的轨道。本实施例中，在相干光源1发出的相干光束的同轴方向上，光子晶体光纤6与成像屏3间设置有光阑，以减小直射到成像屏3上的相干光对散射光的影响。所述图像采集模块包括镜头9和相机1。所述相干光源为激光器。本实施例中，通过磁性底座及设于磁性底座上的杆架固定激光器及光阑，其好处在于结构简单并且可以较灵活的调整激光器及光阑的位置及高度。如图4所示为六角形光子晶体光纤轴向角示意图，如图5所示为六角形光子晶体光纤横切面示意图，图6所示为六角形光子晶体光纤横切面实物图，本实施例在测量时，光子晶体光纤每逆时针旋转0.5°，便重复拍取光子晶体光纤的前向散射图案和端面图案，直至光子晶体光纤完成360°轴向旋转周期，得到不同轴向方位角下的六边形光子晶体光纤前向散射图如图7所示，可以得知，散射图案中间均有一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光子晶体光纤在线定轴仪，包括光纤固定装置和光纤散射系统，所述光纤固定装置用于在测量时夹持光子晶体光纤，所述光纤散射系统包括相干光源、电机、成像屏、显微相机、CCD相机和计算机，测量时，光子晶体光纤夹在电机与显微相机之间并固定于电机的同心轴，通过电机控制光子晶体光纤旋转，相干光源从光子晶体光纤侧边垂直照射，光线经过光子晶体光纤照射在放置在光纤另一侧的成像屏上，所述CCD相机捕捉成像屏上的前向散射图案，所述显微相机拍摄光子晶体光纤端面图案，其特征在于，还包括光纤位置测量系统，所述光纤位置测量系统包括照明装置、图像采集模块和位置调节模块，所述照明装置位于图像采集模块之上，对图像采集模块采集范围内的物体进行照明，所述图像采集模块对光子晶体光纤进行图像采集，所述位置调节模块与光子晶体光纤平行，所述照明装置和图像采集模块设置在位置调节模块上并可沿位置调节模块移动，以在开始测量前观测整条光子晶体光纤上的点在光子晶体光纤转动时的位置变化。

【技术特征摘要】
1.一种光子晶体光纤在线定轴仪，包括光纤固定装置和光纤散射系统，所述光纤固定装置用于在测量时夹持光子晶体光纤，所述光纤散射系统包括相干光源、电机、成像屏、显微相机、CCD相机和计算机，测量时，光子晶体光纤夹在电机与显微相机之间并固定于电机的同心轴，通过电机控制光子晶体光纤旋转，相干光源从光子晶体光纤侧边垂直照射，光线经过光子晶体光纤照射在放置在光纤另一侧的成像屏上，所述CCD相机捕捉成像屏上的前向散射图案，所述显微相机拍摄光子晶体光纤端面图案，其特征在于，还包括光纤位置测量系统，所述光纤位置测量系统包括照明装置、图像采集模块和位置调节模块，所述照明装置位于图像采集模块之上，对图像采集模块采集范围内的物体进行照明，所述图像采集模块对光子晶体光纤进行图像采集，所述位置调节模块与光子晶体光纤平行，所述照明装置和图像采集模块设置在位置调节模块上并可沿位置调节模块移动，以在开始测量前观测整条光子晶体光纤上的点在光子晶体光纤转动时的位置变化。2.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈哲，李秋实，赵晓萌，
申请(专利权)人：广州铱星光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44