一种光纤几何参数测试系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种光纤几何参数测试系统及方法，包括：光源和沿光源光路设置与所述光源光路呈30°～120°夹角的分光镜；所述光源光路经分光镜分为反射光路和透射光路；所述透射光路，其前端投射至待测光纤输出端侧面以使待测光纤输出端侧面成像；其末端与待测光纤输出端轴向平行平面内有用于采集待测光纤输出端侧面成像信息并形成光纤侧面几何图像信息的侧面图像采集装置；所述反射光路，其前端耦合进待测光纤输入端并传输至待测光纤输出端，其末端与待测光纤输出端轴向正交平面内设有用于采集光纤输出端纤芯轮廓图像并形成待测光纤端面几何图像信息的端面图像采集装置；用于测试光纤端面和/或侧面几何信息，减少对焦时间,提高了测试效率。

A measurement system and method of optical fiber geometric parameters

【技术实现步骤摘要】
一种光纤几何参数测试系统及方法
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测试系统及方法。
技术介绍
光纤几何参数对光纤的机械性能、传输性能和连接损耗都有很大影响,因此,光纤的几何参数是光纤出厂前必须检测的重要指标；光纤几何参数主要包括纤芯直径、包层直径、涂覆层直径、纤芯不圆度、包层不圆度、涂覆层不圆度、包层同心度、涂覆层同心度等；而对于光纤的几何参数值，ITU-T有明确的规定：通讯用的光纤无论多模或单模，外径均为(125±3)um；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％。现有技术中，光纤几何参数测试一般需要两台测试设备分别测试：一台用于测量光纤端面图像从而获取光纤纤芯和包层的几何信息，一台测量光纤侧面图像从而获取光纤包层和涂覆层的几何信息；测试前，均需要使用相机采集光纤的图像，然后进行图像处理，最后出计算光纤几何参数，从而评估光纤的性能；由此可见，相机采集到的光纤的图像质量将直接影响光纤几何参数测试结果。为获取高质量的光纤图像，现有技术中，每台测试设备均设有相机，在采集图像前需要控制电机前后移动光纤或者相机进行对焦，以保障采集到的光纤图像质量；虽然相机对焦是比较成熟的技术，但是测试过程中，尤其是两台测试设备需要依次对焦，不能同时操作，不仅对操作人员能力要求高，且耗时久，同时对于电机精度要求高，过程复杂，容易出错。现有技术的光纤几何参数的测试对于流水线来说，一般需要安排两个工，非常耗费人力和时间；因此，如何将上述两台测试设备集成到一台，并且优化对焦方法，从而减少对焦时间、降低设备的成本、同时提高测试效率，具有极大的研究价值。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种光纤几何参数测试系统及方法，其目的在于通过将光纤端面几何测试系统和光纤侧面几何测试系统的硬件集成为一个测试系统，由此解决现有技术中光纤几何参数测试系统需要分别采用两个测试系统测试光纤端面几何参数和光纤侧面几何参数，而导致的测试成本高且测试效率低的技术问题。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种光纤几何参数测试系统，其特征在于，包括：光源和沿所述光源产生的光源光路设置与所述光源光路呈30°～120°夹角的分光镜；所述光源光路经所述分光镜分为透射光路和反射光路；其中：所述透射光路，其前端投射至待测光纤输出端侧面以使待测光纤输出端侧面成像；其末端与待测光纤输出端轴向平行平面内有用于采集待测光纤输出端侧面成像信息并形成光纤侧面几何图像信息的侧面图像采集装置；所述反射光路，其前端耦合进待测光纤输入端并传输至待测光纤输出端以照亮待测光纤输出端纤芯轮廓；其末端与待测光纤输出端轴向正交平面内设有用于采集光纤输出端纤芯轮廓图像并形成待测光纤端面几何图像信息的端面图像采集装置。优选地，所述的光纤几何参数测试系统，其还包括与该待测光纤输出端口间隔1cm～1.5cm处待测光纤相连的工控电机；所述工控电机至少为四轴步进电机以同时调节待测光纤输出端沿反射光路或透射光路或与所述反射光路及透射光路均正交的方向移动或旋转。优选地，所述的光纤几何参数测试系统，其还包括设置在所述待测光纤输出端与端面图像采集装置之间、与所述端面图像采集装置平行的照明光源；所述照明光源用于均匀照亮该待测光纤输出端的端面以使得所述端面图像采集装置采集该待测光纤输出端的纤芯及包层轮廓图像。优选地，所述的光纤几何参数测试系统，其还包括设置在所述分光镜与待测光纤输入端、与所述反射光路垂直的准直聚焦透镜组；所述准直聚焦透镜组用于将所述分光镜输出的反射光路会聚到待测光纤输入端。优选地，所述的光纤几何参数测试系统，其还包括设置在所述分光镜与待测光纤输出端、与所述透射光路垂直的准直折射透镜组；所述准直折射透镜组用于将所述分光镜输出的透射光路折射到待测光纤输出端以使待测光纤输出端侧面成像。优选地，所述的光纤几何参数测试系统，其分光镜透射率为30％～70％。按照本专利技术的另一个方面，提供了一种应用所述的光纤几何参数测试系统的方法，其特征在于：(1)所述光源发出光源信号并经所述分光镜分为反射光信号和透射光信号；(2)步骤(1)中获取的所述反射光信号和所述透射光信号经待测光纤分别传输至该待测光纤输出端的端面及侧面以同时形成该待测光纤输出端的端面及侧面图像；(3)以所述端面图像采集装置或侧面图像采集装置中的其一通过步骤(2)获取的该待测光纤输出端的端面或侧面图像来确定该待测光纤输出端的物理位置；调节该待测光纤输出端的物理位置以使得其另一图像采集装置中获取的图像达到预设的清晰度值和亮度值；并将该达到预设的清晰度值和亮度值的图像输出以获取该待测光纤输出端的端面或者侧面几何参数信息。优选地，所述的光纤几何参数测试方法，其步骤(3)具体包括以下步骤：S1：选择端面图像采集装置或侧面图像采集装置中获取的图像中的其一作为参照图像，其另一作为待测图像；S2:根据S1中获取的参照图像，判断该待测光纤输出端的物理位置是否与所述待测图像对应的图像采集装置的焦点重合，如果是，则直接读取S1中采集的待测图像以获取该待测光纤输出端的侧面几何参数信息或端面几何参数信息，并进入步骤S3；否则调节该待测光纤输出端的物理位置，使其与待测图像的图像采集装置的焦距重合；S3:将S1中的参照图像和待测图像进行对调，并重复S2，直至该待测光纤输出端的端面和侧面几何参数均测试完毕。优选地，所述的光纤几何参数测试方法，其S2还包括：采用与该待测光纤输出端口间隔1cm～1.5cm处待测光纤相连的工控电机调节该待测光纤输出端的物理位置；所述工控电机至少为四轴步进电机以同时调节该待测光纤输出端沿反射光路或透射光路或与所述反射光路及透射光路均正交的方向移动或旋转。优选地，所述的光纤几何参数测试方法，其步骤(2)还包括：采用设置在所述待测光纤输出端与端面图像采集装置之间、与所述端面图像采集装置平行的照明光源均匀照亮该待测光纤输出端的端面以形成该待测光纤输出端的纤芯及包层端面图像。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得以下有益效果：(1)本专利技术提供的一种光纤几何参数测试系统,通过分光镜将所述光源光路分为反射光路和透射光路,在反射光路上设置待测光纤端面图像采集装置,在透射光路上设置待测光纤侧面图像采集装置,从而将两个测试装置集成到一个测试系统中,使得本专利技术提供的一种光纤几何参数测试系统既可以测试光纤端面几何参数,又可以测试光纤侧面几何参数；简化了测试过程，提高了测试效率；同时，本专利技术提供的一种光纤几何参数测试系统只需要一个工位即可，大大的节约了测试成本，从而解决了现有技术中使用两个工位，采用两个单独的测试系统分别测试光纤端面参数及光纤侧面参数而导致的成本高，测试效率低等问题。(2)优选方案中，本专利技术提供的一种光纤几何参数测试系统,通过在与该待测光纤输出端口间隔1cm～1.5cm处设置与该待测光纤相连的工控电机；所述工控电机至少为四轴联动以同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤几何参数测试系统，其特征在于，包括：光源和沿所述光源产生的光源光路设置与所述光源光路呈30°～120°夹角的分光镜；所述光源光路经所述分光镜分为透射光路和反射光路；其中：/n所述透射光路，其前端投射至待测光纤输出端侧面以使待测光纤输出端侧面成像；其末端与待测光纤输出端轴向平行平面内有用于采集待测光纤输出端侧面成像信息并形成光纤侧面几何图像信息的侧面图像采集装置；。/n所述反射光路，其前端耦合进待测光纤输入端并传输至待测光纤输出端以照亮待测光纤输出端纤芯轮廓；其末端与待测光纤输出端轴向正交平面内设有用于采集光纤输出端纤芯轮廓图像并形成待测光纤端面几何图像信息的端面图像采集装置。/n

【技术特征摘要】
1.一种光纤几何参数测试系统，其特征在于，包括：光源和沿所述光源产生的光源光路设置与所述光源光路呈30°～120°夹角的分光镜；所述光源光路经所述分光镜分为透射光路和反射光路；其中：
所述透射光路，其前端投射至待测光纤输出端侧面以使待测光纤输出端侧面成像；其末端与待测光纤输出端轴向平行平面内有用于采集待测光纤输出端侧面成像信息并形成光纤侧面几何图像信息的侧面图像采集装置；。
所述反射光路，其前端耦合进待测光纤输入端并传输至待测光纤输出端以照亮待测光纤输出端纤芯轮廓；其末端与待测光纤输出端轴向正交平面内设有用于采集光纤输出端纤芯轮廓图像并形成待测光纤端面几何图像信息的端面图像采集装置。


2.如权利要求1所述的光纤几何参数测试系统，其特征在于，还包括与该待测光纤输出端口间隔1cm～1.5cm处待测光纤相连的工控电机；所述工控电机至少为四轴步进电机以同时调节待测光纤输出端沿反射光路或透射光路或与所述反射光路及透射光路均正交的方向移动或旋转。


3.如权利要求1所述的光纤几何参数测试系统，其特征在于，还包括设置在所述待测光纤输出端与端面图像采集装置之间、与所述端面图像采集装置平行的照明光源；所述照明光源用于均匀照亮该待测光纤输出端的端面以使得所述端面图像采集装置采集该待测光纤输出端的纤芯及包层轮廓图像。


4.如权利要求1所述的光纤几何参数测试系统，其特征在于，还包括设置在所述分光镜与待测光纤输入端、与所述反射光路垂直的准直聚焦透镜组；所述准直聚焦透镜组用于将所述分光镜输出的反射光路会聚到待测光纤输入端。


5.如权利要求1所述的光纤几何参数测试系统，其特征在于，还包括设置在所述分光镜与待测光纤输出端、与所述透射光路垂直的准直折射透镜组；所述准直折射透镜组用于将所述分光镜输出的透射光路折射到待测光纤输出端以使待测光纤输出端侧面成像。


6.如权利要求1所述的光纤几何参数测试系统，其特征在于，所述分光镜透射率为30％～70％。


7.一种应用权1～6所述的光纤几何参数测...

【专利技术属性】
技术研发人员：王治，于竞雄，胡远朋，梅科学，张立岩，茅昕，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