[實用新型]CCD顯微成像的光纖及光纖器件幾何量檢測儀

無效

• 申請號: 01202574.7
• 申請日: 2001-01-15
• 公開（公告）號: CN2463847Y
• 公開（公告）日: 2001-12-05
• 發明（設計）人: 馮華君;徐之海;李奇;戴順林;邊美娟
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G02B21/32
• 分類號: G02B21/32;G01N21/88;G01N21/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 林懷禹

本實用新型涉及以采用電的方法為特征的計量設備，是一種CCD顯微成像的光纖及光纖器件幾何量檢測儀。

光通信是當今國內外最熱門的行業之一。光纖及相關的光纖器件，包括光纖跳線、連接器、尾纖、分路器、耦合器是光通信領域的基本器件。由于光通信領域具有巨大的發展前景，利潤豐厚，市場潛力很大，目前國內已有不少企業開始生產光纖及光纖器件。對光纖及光纖器件的檢測包括幾何量檢測、光譜檢測、衰減檢測、色散及失真檢測等。目前生產廠及用戶的檢測都引進國外的儀器，但這種儀器一般結構復雜，價格十分昂貴，而且維修困難。

本實用新型的目的是設計一種結構簡單的CCD顯微成像的光纖及光纖器件幾何量檢測儀。

為了達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是：

儀器中裝有一組放大倍率可選用的顯微物鏡，在顯微物鏡的上方裝有能作五維調節的部件(以光軸為旋轉軸的轉動除外)，被測件用裝夾部件夾緊后，裝在能作五維調節的部件中；在顯微物鏡的下方依次裝有同軸光耦合鏡、CCD面陣；同軸光耦合鏡的一側裝有光源準直鏡及光源。

還可在顯微物鏡與能作五維調節的部件之間裝有干涉分光鏡，在干涉分光鏡的一側裝有標準樣板。

本實用新型具有的優點是：

1)可檢測光纖及光纖器件端面的幾何形狀，包括纖芯、包層、膠層、陶瓷層橢圓度；各層間偏心度；各層直徑；

2)可觀察到端面的質量如劃痕、庇疵、氣泡、塵埃等缺陷；

3)系統中加入標準樣板和干涉分光鏡時，可測量出面形情況，如端面球面半徑、非球面度、光纖高度；

4)用計算機處理可計算出以上各參數，畫出實際端面形狀，設置檢測標準域值后，可直接判斷被測器件為合格/不合格，并可顯示或打印出結果；

5)裝夾部件組可換，適用于各種光纖(裸光纖、帶保護層光纖、單模光纖、多模光纖)，各種光纖器件(尾纖、跳線、連接器、分路器、耦合器等)；

6)顯微物鏡可換，圖像定位容易，視場大小可變。

下面結合附圖對本實用新型作進一步描述。

附圖是本實用新型的結構示意圖。

如附圖所示，本實用新型的工作原理如下：光源7經準直鏡6、同軸光耦合鏡5，由顯微物鏡4會聚照明到被測件1上，被測件1是用裝夾部件2夾緊后，裝在能作五維調節的部件3上的，五維調節部件3可控制五個自由度，包括三個相互垂直方向的移動，控制光軸俯仰的轉動和控制水平方向擺動的轉動，其中平行于光軸的移動為μm級微調機構，被照明的被測件1中心部分經顯微物鏡4放大成像在CCD面陣8上，經控制電路9處理輸出，可輸入計算機10進行數字化處理得到各個幾何量，或直接輸入監視器，供人眼觀察。系統中標準樣板11和干涉分光鏡12為可選用件。系統中加入此兩個部件時，計算機將獲得干涉條紋：顯微物鏡4輸出的光經干涉分光鏡12分成兩路，一路透射到被測件1，并經被測件1反射回物鏡，另一路反射到標準樣板11，并經樣板11反射回物鏡光路。因這二路光為相干光，且兩個反射面(被測面和標準樣板面)處于共軛位，因此這二路光將發生干涉，CCD面陣8上將觀察到干涉條紋。通過對干涉條紋的分析，即可獲得被測件面形情況。

CCD面陣8可用1/3″黑白或彩色CCD；控制電路9包括CCD信號放大、轉移、輸出，可選用產品化的帶控制電路的CCD攝像頭，如MTV-368CB等；計算10為任何帶圖像卡的標準計算機；監視器可選用任何帶視頻輸入的監視器，如CE-7009等；圖象卡可選用各種型號，如CPE-1000等。

通常被測光纖或光纖器件的被檢中心幾何尺寸很小，典型的單模光纖纖芯直徑為9μm，包層直徑為125μm，陶瓷頭中心需檢區域直徑約為300μm。庇疵尺寸一般在μm量級。CCD選用1/3″規格，面積為4×5mm²，因此顯微放大是必需的。本發明采用三套不同放大倍率的顯微物鏡，以供不同測試件和測試要求選用。典型的三套顯微物鏡放大倍率為4X、10X、20X。4X顯微物鏡主要用來系統找中心，和粗調對焦用。10X顯微物鏡可供檢測光纖器件，檢測的器件端面面積可達φ400μm,20X顯微物鏡可供重點檢測光纖纖芯及包層直徑200μm以內區域。