一种光纤几何参数、衰减系数综合测试系统技术方案

本发明专利技术公开了一种光纤几何参数、衰减系数综合测试系统，该系统包括：卤钨光源，作为光纤衰减测试的光源，通过准直镜、聚焦镜，将光注入至光纤的输入端；光谱探测模块，用于测量光纤衰减测试中，光纤输出端的输出光谱；第一发光二极管，通过准直镜、聚焦镜，将光注入至待测光纤的输入端，用于在光纤几何参数测试中点亮纤芯；电荷耦合元件，用于在光纤几何参数测试中，测量光纤端面的几何参数；可升降反射镜组，用于在光纤几何参数、衰减系数综合测试系统中，进行当前测试所需功能的光路切换，使综合测试设备实现两种测试功能的集成。本发明专利技术能根据不同阶段的测试流程，自动切换光路，减少人力操作，一次性快速获得光纤的几何参数、衰减系数。

A comprehensive measurement system for optical fiber geometric parameters and attenuation coefficients

The invention discloses a fiber geometric parameters, attenuation coefficient testing system integrated, the system includes: tungsten halogen light source is used as the light source, fiber attenuation measurement, through the collimating lens and the focusing lens, the optical input into the optical fiber; spectrum detection module for measurement of optical fiber attenuation test, the output spectrum of the fiber output the end of the first light emitting diode; through the collimating lens and the focusing lens, the optical fiber to be tested into the input end of the optical fiber, used in geometric parameter test light core; charge coupled device, used in optical fiber geometric parameter test, geometric parameters of fiber end; lifting mirror used in the group. Optical fiber attenuation coefficient, the geometric parameters of integrated test system, the current testing light path switching functions are required, the integration of integrated test equipment to achieve the two test function. The invention can automatically switch light path according to the test process at different stages, reduce manpower operation, and quickly acquire geometric and attenuation coefficients of optical fiber.

【技术实现步骤摘要】
一种光纤几何参数、衰减系数综合测试系统
本专利技术属于光纤测试
，更具体地，涉及一种光纤几何参数、衰减系数综合测试系统。
技术介绍
光纤的几何参数和传输损耗是所有光纤生产商在光纤出厂前必须测量的两个最重要的指标。光纤的几何参数包括纤芯直径、包层直径、芯包同心度、纤芯不圆度以及包层不圆度。几何参数不但对光纤的传输性能和机械性能有影响，而且对光纤的连接损耗影响很大。对于通信光纤的几何参数指标，ITU-T均有着明确规定：无论多模光纤或是单模光纤，通讯用光纤的外径均为(125±3)μm；多模光纤纤芯直径大小有(50.0±3)μm(欧洲规范)、(62.5±3)μm(美国规范)等几种；纤芯不圆度小于6％，包层不圆度小于2％；光纤同心度差错小于6％。光纤的传输损耗也指光纤的衰减，是光纤传输特性的重要参量，光纤衰减是阻碍数字信号远距离传输的一个重要因素。光纤损耗的高低直接影响传输距离或中继站间隔距离的远近。为了衡量一根光纤损耗特性的好坏，引入了损耗系数(或称为衰减系数)的概念，即传输单位长度(1km)光纤所引起的光功率减小的分贝数，一般用α表示损耗系数，单位是dB/km，以mW或μW为单位。以上两个光纤参数指标一般需要两台测试设备分别测试，在流水线上需要安排两个操作人员分别操作，会耗费较多人力。若将两个测试功能集成在一台设备中，通过对集成设备结构的合理优化，还可以实现硬件上的复用，大大降低设备的成本。因此，测试设备的功能集成化、小型化及自动化是以后设备类开发的一个发展方向。
技术实现思路
本专利技术鉴于上述情况而提出，其目的在于，提供一种光纤几何参数、衰减系数综合测试系统，通过光路中反射镜的升降，实现在不同测试功能需求下系统对应光路的自动切换。本专利技术的技术方案是：为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种光纤几何参数、衰减系数综合测试系统，包括卤钨光源、光谱探测模块、第一发光二极管、电荷耦合元件、准直聚焦透镜组、可升降反射镜组、第二发光二极管，其中：所述卤钨光源，用于测量所述光纤衰减系数测试中，产生超宽谱光，并通过所述准直聚焦透镜组，将所述卤钨光源输出的光耦合进入待测光纤的输入端；所述光谱探测模块，用于在所述光纤衰减系数测试中，测量待测光纤输出端的光谱；所述第一发光二极管，用于在所述光纤几何参数测试中，通过所述准直聚焦透镜组中的准直镜、聚焦镜，将光注入至待测光纤的输入端，用于在光纤几何测试中点亮纤芯，便于测试所述纤芯的模场直径；所述电荷耦合元件，用于在所述光纤几何参数测试中，通过其前方显微镜目镜、物镜组对光纤端面进行放大后，测量待测光纤端面的几何参数。所述准直聚焦透镜组中的准直镜，用于在所述光纤几何参数、衰减系数综合测试系统中，将光源发出的发散光束准直成平行光束，再通过所述准直聚焦透镜组中的聚焦镜，会聚光束进入到待测光纤的端面；所述可升降反射镜组，用于在所述光纤几何参数、衰减系数综合测试系统中，按照测试流程，进行当前测试所需功能的光路切换，使综合测试设备实现光纤几何参数、衰减系数两种测试功能的集成；所述第二发光二极管，用于在所述光纤几何参数、衰减系数综合测试系统中，照明所述待测光纤输入输出的端面背景，增强光纤包层几何参数测试的对比度。本专利技术的一个实施例中，所述第一发光二极管为绿光发光二极管，其发出的光波长为510nm～550nm。本专利技术的一个实施例中，所述卤钨光源发出的光谱范围为400nm～2000nm。本专利技术的一个实施例中，所述光谱探测模块测量的波长范围为700nm～1700nm。本专利技术的一个实施例中，所述第二发光二极管为红光发光二极管灯圈，其发出的光波长为620nm～680nm。本专利技术的一个实施例中，所述准直聚焦透镜组中的准直镜包括用于准直所述卤钨光源输出光的第一准直镜，准直所述第一发光二极管输出光的第二准直镜，准直所述待测光纤输出端的第三准直镜。本专利技术的一个实施例中，所述准直镜的数值孔径NA值范围为0.1～0.5。本专利技术的一个实施例中，所述准直聚焦透镜组中的聚焦镜包括用于会聚所述卤钨光源输出光或者所述第一发光二极管输出光进入所述待测光纤输入端的第一聚焦镜，会聚所述待测光纤输出端的输出光进入所述光谱探测模块的第二聚焦镜。本专利技术的一个实施例中，所述聚焦镜的数值孔径NA值范围为0.1～0.5。本专利技术的一个实施例中，从所述第一准直镜和所述第二准直镜输出的准直光束，其光斑大小小于所述第一聚焦镜的透镜大小，以保证所有的准直光束能够透过所述第一聚焦镜。本专利技术的一个实施例中，从所述第三准直镜输出的准直光束，其光斑大小小于所述第二聚焦镜的透镜大小，以保证所有的准直光束能够透过所述第二聚焦镜。本专利技术的一个实施例中，所述可升降反射镜组，包括用于将所述第一发光二极管输出光反射进入所述待测光纤输入端的第一反射镜，将所述待测光纤输入端反射进所述电荷耦合元件进行端面成像的第二反射镜，将所述待测光纤输出端的输出光束反射进入所述光谱探测模块的第三反射镜。本专利技术的一个实施例中，所述红光发光二极管灯圈，包括用于照明所述待测光纤输出端背景的第一红光发光二极管灯圈，和用于照明所述待测光纤输入端背景的第二红光发光二极管灯圈。本专利技术的一个实施例中，所述待测光纤为单模光纤，单模光纤包括G652、G655或G657；或者为多模光纤，多模光纤包括GI50或GI62.5。本专利技术的一个实施例中，所述光谱探测模块通过测量所述待测光纤输出端的光谱，采用截断法对所述待测光纤的输出端光谱和输入端光谱进行对比，分析得到所述待测光纤的衰减谱。本专利技术的一个实施例中，所述电荷耦合元件通过对所述待测光纤的端面进行成像，采用近场法光分布法(灰度法)，通过图像处理后得到所述待测光纤的几何参数。本专利技术的一个实施例中，还包括用于调整夹持待测光纤输入端的第一三维控制平台，使得所述待测光纤的输入端放在成像系统的焦面上；还包括用于调整夹持待测光纤输出端的第二三维控制平台，使得所述待测光纤的输出端放在成像系统的焦面上。本专利技术的有益效果是：本专利技术提出了一种光纤几何参数、衰减系数综合测试系统，该系统包括三个受可升降平台控制的反射镜，能够通过不同反射镜的升降组合，根据当前测试流程，自动切换对应光路。这种自动控制的综合集成测试系统能够一次性测试光纤的几何参数和衰减系数，易于操作，减少生产线上人力成本，大大提高了测试效率。并且，通过对集成设备结构的合理优化，可以在功能上实现硬件的复用，大大降低了设备的成本。附图说明图1是本专利技术实施方式提供的一种光纤几何参数、衰减系数综合测试系统的光路设计图；图2是本专利技术实施方式提供的待测光纤输入端聚焦光路图；图3是本专利技术实施方式提供的待测光纤输出端聚焦光路图，也是获取几何参数测试数据时的光路图；图4是本专利技术实施方式提供的待测光纤截断前，获取光谱测试数据时的光路图；图5是本专利技术实施方式提供的待测光纤截断后，重新聚焦待测光纤输出端的光路图；图6是本专利技术实施方式提供的待测光纤截断后，获取光谱测试数据时的光路图；图7是利用本专利技术测试几种光纤几何参数的重复性结果；图8是利用本专利技术测试25公里G652光纤的衰减谱结果。图中：101-第一准直镜；102-第二准直镜；103-第三准直镜；201-第一聚焦镜；202-第二聚焦镜；301-第一反射镜；302-第二反射镜；303-第三反射镜；40本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤几何参数、衰减系数综合测试系统，其特征在于，包括卤钨光源、光谱探测模块、第一发光二极管、电荷耦合元件、光纤输入输出端的准直聚焦透镜组、用于切换综合测试系统光路的可升降反射镜组、用于照明光纤输入输出端面背景的第二发光二极管，其中：所述卤钨光源，用于测量所述光纤衰减系数测试中，产生超宽谱光，并通过所述准直聚焦透镜组，将所述卤钨光源输出的光耦合进入待测光纤的输入端；所述光谱探测模块，用于在所述光纤衰减系数测试中，测量待测光纤输出端的光谱；所述第一发光二极管，用于在所述光纤几何参数测试中，通过所述准直聚焦透镜组中的准直镜、聚焦镜，将光注入至待测光纤的输入端，用于在光纤几何参数测试中点亮纤芯，测试所述纤芯的模场直径；所述电荷耦合元件，用于在所述光纤几何参数测试中，通过其前方显微镜目镜、物镜组对光纤端面进行放大后，测量待测光纤端面的几何参数；所述准直聚焦透镜组中的准直镜，用于在所述光纤几何参数、衰减系数综合测试系统中，将光源发出的发散光束准直成平行光束，再通过所述准直聚焦透镜组中的聚焦镜，会聚光束进入到待测光纤的端面；所述可升降反射镜组，用于在所述光纤几何参数、衰减系数综合测试系统中，按照测试流程，进行当前测试所需功能的光路切换，使综合测试设备实现光纤几何参数、衰减系数两种测试功能的集成；所述第二发光二极管，用于在所述光纤几何参数、衰减系数综合测试系统中，照明所述待测光纤输入输出的端面背景，增强光纤包层几何参数测试的对比度。...

【技术特征摘要】
1.一种光纤几何参数、衰减系数综合测试系统，其特征在于，包括卤钨光源、光谱探测模块、第一发光二极管、电荷耦合元件、光纤输入输出端的准直聚焦透镜组、用于切换综合测试系统光路的可升降反射镜组、用于照明光纤输入输出端面背景的第二发光二极管，其中：所述卤钨光源，用于测量所述光纤衰减系数测试中，产生超宽谱光，并通过所述准直聚焦透镜组，将所述卤钨光源输出的光耦合进入待测光纤的输入端；所述光谱探测模块，用于在所述光纤衰减系数测试中，测量待测光纤输出端的光谱；所述第一发光二极管，用于在所述光纤几何参数测试中，通过所述准直聚焦透镜组中的准直镜、聚焦镜，将光注入至待测光纤的输入端，用于在光纤几何参数测试中点亮纤芯，测试所述纤芯的模场直径；所述电荷耦合元件，用于在所述光纤几何参数测试中，通过其前方显微镜目镜、物镜组对光纤端面进行放大后，测量待测光纤端面的几何参数；所述准直聚焦透镜组中的准直镜，用于在所述光纤几何参数、衰减系数综合测试系统中，将光源发出的发散光束准直成平行光束，再通过所述准直聚焦透镜组中的聚焦镜，会聚光束进入到待测光纤的端面；所述可升降反射镜组，用于在所述光纤几何参数、衰减系数综合测试系统中，按照测试流程，进行当前测试所需功能的光路切换，使综合测试设备实现光纤几何参数、衰减系数两种测试功能的集成；所述第二发光二极管，用于在所述光纤几何参数、衰减系数综合测试系统中，照明所述待测光纤输入输出的端面背景，增强光纤包层几何参数测试的对比度。2.根据权利要求1所述的一种光纤几何参数、衰减系数综合测试系统，其特征在于，所述卤钨光源发出的光谱范围为400nm～2000nm；所述第一发光二极管为绿光发光二极管，其发出的光波长为510nm～550nm；所述第二发光二极管为红光发光二极管灯圈，其发出的光波长为620nm～680nm。3.根据权利要求1所述的一种光纤几何参数、衰减系数综合测试系统，其特征在于，所述光谱探测模块测量的波长范围为700nm～1700nm。4.根据权利要求1所述的一种光纤几何参数、衰减系数综合测试系统，其特征在于，所述准直聚焦透镜组中的准直镜包括用于准直所述卤钨光源输出光的第一准直镜，准直所述第一发光二极管输出光的第二准直镜，准直所述待测光纤输出端的第三准直镜；所述准直聚焦透镜组中的聚焦镜包括用于会聚所述卤钨光源输出光或者所述第一发光二极管输出光进入所述待...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨笛，方勇，李丁珂，陶金金，童维军，曹蓓蓓，
申请(专利权)人：长飞光纤光缆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42