CN106596075B - 一种干涉仪装配质量检测系统 - Google Patents
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Abstract
一种干涉仪装配质量检测系统，由测试系统与被测干涉仪光路组成完整保偏光纤陀螺最小互易性结构，本发明可以通过探测器输出电压判断干涉仪光路装配损耗，提前发现干涉仪光路损耗问题，提高装配合格率，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种干涉仪装配质量检测系统，属于光纤产品检测技术领域。
背景技术
干涉仪光路是一闭环光路，是由光纤环和Y波导组成，不具备在熔接点装配中实时检测的条件。判断熔接点质量的好坏，完全依赖于光纤熔接机的估算结果。然而装配光路所用的光纤熔接机损耗估算的准确性不足，损耗估算结果仅能作为参考，只有在光路装配完毕后的光电联调阶段才能发现干涉仪光路损耗偏大的问题，一旦发生损耗大的问题，会在以下三个方面造成经济损失：
1、由于光纤陀螺仪的光路为了避免振动超差已部分固化，修复故障陀螺会直接造成Y波导、或整个陀螺光路报废；
2、光电联调阶段发现故障，可能的故障范围广，排查过程复杂费力，效率低；
3、光电联调阶段发现故障时再进行返修，需要将陀螺所有已装配的部分拆除，恢复到初始状态进行返工，返工工作量大，成本高。
发明内容
本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种干涉仪装配质量检测系统，可以判断干涉仪光路装配损耗，提前发现干涉仪光路损耗问题，提高装配合格率，降低生产成本。
本发明的技术解决方案是：
一种干涉仪装配质量检测系统，包括：壳体、风扇、光路检测系统、检测电路、电信号探测器、FC/APC接头；
风扇、光路检测系统、检测电路和电信号探测器安装在壳体内部，风扇用于给壳体内部降温，光路检测系统通过安装在壳体上的FC/APC接头连接外部待检测的干涉仪，同时，光路检测系统通过电信号探测器与检测电路连接成回路，用于检测外部干涉仪的光功率。
所述光路检测系统包括光源、3×3耦合器、2×2耦合器、光路支撑壳体和裸管探测器；
光路支撑壳体固定在壳体的内部底板上，光路检测系统包括光源、3×3耦合器、2×2耦合器和裸管探测器均安装在光路支撑壳体上；光源提供光信号，与3×3耦合器的输入端熔接在一起，通过3×3耦合器分光为三路，一路与裸管探测器连接，用于检测光功率并输出；另外两路均与2×2耦合器的一个输入端连接，经过2×2耦合器分光之后，其中一路连接到FC/APC接头；2×2耦合器的另外一路输入端还连接到电信号探测器。
光源产生的光信号的波长与待测干涉仪的工作波长相同。
所述光纤熔接的位置处设置有光纤熔接管。
所述检测电路包括光源驱动电路、温控电路、电压测量电路、光功率测量电路和电源；
电源给光源驱动电路、温控电路、电压测量电路和光功率测量电路供电，光源驱动电路用于给光路检测系统中的光源提供驱动信号，控制光源产生的光信号功率；温控电路用于给光路检测系统中的光源控制温度；电压测量电路用于测量电信号探测器的输出电压，光功率测量电路用于测量裸管探测器的输出光功率。
本发明与现有技术相比的有益效果为：
(1)本发明的测试系统与被测干涉仪光路组成完整保偏光纤陀螺最小互易性结构，通过探测器输出电压判断干涉仪光路装配损耗，发现干涉仪光路损耗问题。
(2)本发明可以提前精确判定干涉仪光路装配质量，解决了原有技术依靠光纤熔接机的估算结果判定判断熔接点质量准确性不足的问题，且本系统可在干涉仪装配完成后即可实时进行装配质量检测，无需按照原有技术，等到光电联调时才可知道干涉仪光路的装配质量，克服了原有技术的不足，提高生产合格率，并有效降低了生产成本。
附图说明
图1为本发明的干涉仪装配质量检测系统结构组成示意图；
图2为本发明光路检测系统组成示意图；
图3为本发明光路检测系统光路原理图；
图4为本发明检测电路原理示意图；
图5为本发明光源驱动电路原理图；
图6为本发明温控电路原理图。
具体实施方式
本发明采用保偏光纤陀螺最小互易光路结构，光源提供产生干涉信号的光载波，经过光纤耦合器将光信号引入被测干涉仪光路，同时经过干涉仪光路干涉后的光信号通过光纤耦合器进入探测器，探测器将光信号转换成电信号，通过探测器输出电压判断干涉仪光路装配损耗，提前发现干涉仪光路损耗问题，提高装配合格率，降低生产成本。
如图1所示，本发明提出的一种干涉仪装配质量检测系统，包括：壳体1、风扇2、光路检测系统3、检测电路4、电信号探测器5、FC/APC接头6；风扇2、光路检测系统3、检测电路4和电信号探测器5安装在壳体1内部，风扇2用于给壳体1内部降温，光路检测系统3通过安装在壳体1上的FC/APC接头6连接外部待检测的干涉仪，同时，光路检测系统3通过电信号探测器5与检测电路4连接成回路，用于检测外部干涉仪的光功率。本发明中的检测系统在对被测干涉仪不通电的情况下，可实现无损检测，有效筛选出损耗超差的干涉仪光路，提高产品装配一次合格率。
如图2、3所示，光路检测系统3包括光源7、3×3耦合器8、2×2耦合器9、光路支撑壳体10和裸管探测器11；光路支撑壳体10固定在壳体1的内部底板上，光路检测系统3包括光源7、3×3耦合器8、2×2耦合器9和裸管探测器11均安装在光路支撑壳体10上；光源7提供光信号，与3×3耦合器8的输入端熔接在一起，通过3×3耦合器8分光为三路，一路与裸管探测器11连接，用于检测光功率并输出；另外两路均与2×2耦合器9的一个输入端连接，经过2×2耦合器9分光之后，其中一路连接到FC/APC接头6；2×2耦合器9的另外一路输入端还连接到电信号探测器5。光源7产生的光信号的波长与待测干涉仪的工作波长相同。所述光纤熔接的位置处设置有光纤熔接管。本发明中的光路检测系统3由单光源为两路测试系统提供光信号，可实现两套干涉仪光路同时测量，提高测试效率；其次，使用裸管探测器检测光功率，可扩宽光功率测试范围；另外，光路测试系统通过FC/APC接头连接外部被检测干涉仪，即可有效连接，又可降低回波损耗。
如图4所示，所述检测电路4包括光源驱动电路、温控电路、电压测量电路、光功率测量电路和电源。电源给光源驱动电路、温控电路、电压测量电路和光功率测量电路供电，光源驱动电路用于给光路检测系统3中的光源提供驱动信号，控制光源产生的光信号功率，可使驱动电流稳定在设置范围内；温控电路用于给光路检测系统3中的光源控制温度，保证光源管芯工作在25℃附近的温度环境内，使光源输出光功率稳定；电压测量电路用于测量电信号探测器5的输出电压，测量精度可达到±0.01V；光功率测量电路用于测量裸管探测器11的输出光功率。
如图5所示，光源驱动电路包括运放U102、三极管U103、4个电阻及2个电容。本发明中的光源驱动电路采用运放及三极管设计实现恒流源电路，对SLD光源驱动。+5V～-5V通过电阻R104和R105分压后输入到运放U102的正向输入端；R111连接运放U102的负向输入端，同时连接在三极管U103的发射极；R108的一端连接运放U102的输出端，另一端连接三极管U103的基极；光源驱动电流的输入端连接三极管U103的集电极，光源驱动电流的输出端接地；C101、C102为运放U102的电源滤波电容。
如图6所示，温控电路包括5个电阻、1个运放和达林顿管组成，光源热敏电阻、R112、R113、R114组成非平衡桥，用于测量光源管芯的温度，输出到运放U102；运放U102输出端连接到达林顿管，用于控制驱动光源帕尔贴加热或制冷电流；电阻R115和R116组成反馈回路。
实施例：
以1310nm波长干涉仪装配质量检测系统作为样本，具体实现方法如下：
1310nm波长干涉仪装配质量检测系统由壳体、风扇、光路检测系统、检测电路、电信号探测器、FC/APC接头组成；风扇、光路检测系统、检测电路、电信号探测器、FC/APC接头安装在壳体内部。
壳体由前面板、后面板和箱体组成；前面板上设置“电源开关”“通道Ⅰ”、“通道Ⅱ”，“驱动电流(mA)”、“裸管探测器电压(V)”、“通道Ⅰ探测器电压(V)”、“通道Ⅱ探测器电压(V)”、“驱动调节”8个模块。“电源开关”用于控制测试系统通断电；“通道Ⅰ”、“通道Ⅱ”用于固定被测干涉仪与测试系统间FC/APC接头；“驱动电流(mA)”用于安装光源驱动电流显示用电流表；“空头探测器电压(V)”用于安装裸管探测电压显示用电压表；“通道Ⅰ探测器电压(V)”、“通道Ⅱ探测器电压(V)”用于安装两个通道探测器电压显示用电压表；“驱动调节”用于安装调节光源用电位计。后面板主要用于固定电源插座及开关，以及固定散热用风扇；箱体用于连接前面板和后面板。
光路检测系统由光路支撑壳体、1310nm波长的SLD光源1只、3×3耦合器1只、2×2耦合器2只、裸管探测器1只组成；光路系统通过通过FC/APC接头连接外部被检测干涉仪，通过电信号探测器与检测电路相连。
检测电路由光源驱动电路、温控电路、电压测量电路、光功率测量电路和电源组成，检测电路通过电信号探测器与光路检测系统相连，组成完整保偏光纤陀螺最小互易性结构，通过探测器输出电压判断干涉仪光路装配损耗。另外，通过调节光源驱动电路中的电位计实现光源光功率大小调节，可适用不同光纤环长度的干涉仪光路测试。
以1310nm波长的干涉仪光路做为检测样本，要求使用检测系统测出的对应探测器输出电压不小于-0.9V，驱动电流不小于30mA，裸管探测器输出电压不小于-0.8V，具体测试方法如下：
同时将2只被检测干涉仪通过FC/APC接头连接在检测系统前面板上“通道Ⅰ”、“通道Ⅱ”上，通过FC/APC接头连接在检测系统上，可降低回波损耗，提高连接可靠性。
通过调节电位计调节光源注入电流，使裸管探测器输出电压为-0.7V，使进入干涉仪光路的光功率达到合理范围。
按下“电源开关”按钮，为检测系统供电，可在前面板“裸管探测器电压(V)”、“通道Ⅰ探测器电压(V)”、“通道Ⅱ探测器电压(V)”实时显示对应的电压值。根据电压值判定干涉仪光路损耗是否满足要求。
经测试及装配试验验证，干涉仪装配质量检测系统可以检测出干涉仪装配损耗偏大的干涉仪光路，并对500余只干涉仪光路进行了测试，保证了干涉仪光路装配合格率达到100％。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
Claims (4)
1.一种干涉仪装配质量检测系统，其特征在于包括：壳体(1)、风扇(2)、光路检测系统(3)、检测电路(4)、电信号探测器(5)、FC/APC接头(6)；
风扇(2)、光路检测系统(3)、检测电路(4)和电信号探测器(5)安装在壳体(1)内部，风扇(2)用于给壳体(1)内部降温，光路检测系统(3)通过安装在壳体(1)上的FC/APC接头(6)连接外部待检测的干涉仪，同时，光路检测系统(3)通过电信号探测器(5)与检测电路(4)连接成回路，用于检测外部待检测的干涉仪的光功率；
所述光路检测系统(3)包括光源(7)、3×3耦合器(8)、2×2耦合器(9)、光路支撑壳体(10)和裸管探测器(11)；
光路支撑壳体(10)固定在壳体(1)的内部底板上，光源(7)、3×3耦合器(8)、2×2耦合器(9)和裸管探测器(11)均安装在光路支撑壳体(10)上；光源(7)提供光信号，与3×3耦合器(8)的输入端熔接在一起，通过3×3耦合器(8)分光为三路，一路与裸管探测器(11)连接，用于检测光功率并输出；另外两路均与2×2耦合器(9)的一个输入端连接，经过2×2耦合器(9)分光之后，其中一路连接到FC/APC接头(6)；2×2耦合器(9)的另外一路输入端还连接到电信号探测器(5)。
2.根据权利要求1所述的一种干涉仪装配质量检测系统，其特征在于：光源(7)产生的光信号的波长与待测干涉仪的工作波长相同。
3.根据权利要求1所述的一种干涉仪装配质量检测系统，其特征在于：光纤熔接的位置处设置有光纤熔接管。
4.根据权利要求1所述的一种干涉仪装配质量检测系统，其特征在于：所述检测电路(4)包括光源驱动电路、温控电路、电压测量电路、光功率测量电路和电源；
电源给光源驱动电路、温控电路、电压测量电路和光功率测量电路供电，光源驱动电路用于给光路检测系统(3)中的光源提供驱动信号，控制光源产生的光信号功率；温控电路用于给光路检测系统(3)中的光源控制温度；电压测量电路用于测量电信号探测器(5)的输出电压，光功率测量电路用于测量裸管探测器(11)的输出光功率。
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