CN109387167A - 一种光纤切割面检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光纤切割面检测装置及检测方法，其中，光纤切割面检测装置包括：激光器、光耦合器、光强计以及判断模块；光耦合器包括第一输入端口、第二输入端口以及第一输出端口；激光器与光耦合器的第一输入端口连接；光耦合器的第一输出端口与待切割光纤的非切割端连接；光强计与光耦合器的第二输入端口或待切割光纤的切割端连接，用于分别获取第二输入端口处的第一光强和待切割光纤的切割端的第二光强；判断模块与光强计连接，用于基于第一光强和第二光强，判断待切割光纤的切割端切割面是否合格，解决现有技术中光纤切割面检测装置成本高、设备复杂的问题，实现了光纤切割面的简易检测。

Description

一种光纤切割面检测装置及检测方法

技术领域

本发明实施例涉及光纤技术领域，尤其涉及一种光纤切割面检测装置及检测方法。

背景技术

光纤以其传输频带宽、抗干扰性高和信号衰减小，而远优于电缆、微波通信的传输，已成为世界通信中主要传输方式。光纤切割的质量直接决定了光纤熔接或光纤端接的质量，如果光纤的断面有不同程度的斜角或参差不齐，这样熔接或端接出的光纤损耗比较大，会大大影响光信号传输的质量。

目前的光纤端面检测装置多采用图像采集系统，通过采集端面的图像来判断光纤切割的质量，设备成本较高。

发明内容

本发明提供一种光纤切割面检测装置及检测方法，以降低检测成本。

第一方面，本发明实施例提供了一种光纤切割面检测装置，包括：激光器、光耦合器、光强计以及判断模块；

所述光耦合器包括第一输入端口、第二输入端口以及第一输出端口；

所述激光器与所述光耦合器的第一输入端口连接；

所述光耦合器的所述第一输出端口与待切割光纤的非切割端连接；

所述光强计与所述光耦合器的所述第二输入端口或所述待切割光纤的切割端连接，用于分别获取所述第二输入端口处的第一光强和所述待切割光纤的切割端的第二光强；

所述判断模块与所述光强计连接，用于基于所述第一光强和所述第二光强，判断所述待切割光纤的切割端切割面是否合格。

可选的，所述光耦合器还包括第二输出端口；

所述第二输出端口作为光耦合器散射端口。

可选的，所述光耦合器为2*2单模光纤光耦合器，所述光耦合器散射端口与所述第一输出端口的光功率分配比例为1:1。

可选的，所述光耦合器散射端口处光线的反射率小于0.4。

可选的，所述判断模块包括计算单元和判断单元；

所述计算单元与所述光强计连接，用于基于所述第二光强得到所述待切割光纤的切割端的理论光强值；

所述判断单元与所述计算单元与所述光强计均连接，用于基于所述第一光强和所述理论光强值，判断所述待切割光纤的切割端切割面是否合格。

第二方面，本发明实施例还提供了一种光纤切割面检测方法，所述光纤切割面检测方法适用于第一方面所述的任一光纤切割面检测装置；

所述光纤切割面检测方法包括：

将待切割光纤的非切割端与所述光耦合器的所述第一输出端口连接；

将所述光强计与所述光耦合器的所述第二输入端口连接，利用所述光强计测量所述第二输入端口处的第一光强A；

将所述光强计与所述待切割光纤的切割端连接，利用所述光强计测量所述待切割光纤的切割端的第二光强B；

所述判断模块基于所述第一光强A和所述第二光强B判断所述待切割光纤的切割端切割面是否平整。

进一步的，所述判断模块基于所述第一光强A和所述第二光强B判断所述待切割光纤的切割端切割面是否平整，包括：

基于所述第二光强B，得到所述待切割光纤的切割端的理论光强值E；

基于所述第一光强A和所述理论光强值E，判断所述待切割光纤的切割端切割面是否合格。

进一步的，所述基于所述第一光强A和所述理论光强值E，判断所述待切割光纤的切割端切割面是否合格包括：

若E-0.1μW≤A≤E+0.1μW，所述待切割光纤的切割端切割面合格。

进一步的，所述将待切割光纤的非切割端与所述光耦合器的所述第一输出端口连接之前，还包括：

将所述光强计与所述光耦合器的所述第一输出端口连接，利用所述光强计测量所述第一输出端口处的第三光强C；

将所述光强计与所述光耦合器的所述第二输入端口连接，利用所述光强计测量所述第二输入端口处的第四光强D；

所述基于所述第二光强B，得到所述待切割光纤的切割端的理论光强值E，包括：

基于所述第二光强B、所述第三光强C以及所述第四光强D，得到所述待切割光纤的切割端的理论光强值E。

进一步的，令从所述激光器出射的光强为M，

则，E＝B×0.04×B/C×D/M。

本发明通过设置光纤切割面检测装置包括：激光器、光耦合器、光强计以及判断模块；光耦合器包括第一输入端口、第二输入端口以及第一输出端口；激光器与光耦合器的第一输入端口连接；光耦合器的第一输出端口与待切割光纤的非切割端连接；光强计与光耦合器的第二输入端口或待切割光纤的切割端连接，用于分别获取第二输入端口处的第一光强和待切割光纤的切割端的第二光强；判断模块与光强计连接，用于基于第一光强和第二光强，判断待切割光纤的切割端切割面是否合格，实质上是通过获取待切割光纤的切割端切割面的输出光强和反射光强，基于单模光纤的特性和光在垂直通过高折射率材料与低折射率材料界面时的反射规律，来判断待切割光纤的切割端切割面是否合格，解决现有技术中光纤切割面检测装置成本高、设备复杂的问题，实现了光纤切割面的简易检测。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种光纤切割面检测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种光纤切割面检测方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1为本发明实施例提供的一种光纤切割面检测装置的结构示意图，参考图1所示，本发明实施例提供的光纤切割面检测装置包括：激光器101、光耦合器102、光强计103以及判断模块104；光耦合器102包括第一输入端口1021、第二输入端口1022以及第一输出端口1023；激光器101与光耦合器102的第一输入端口1021连接；光耦合器102的第一输出端口1023与待切割光纤105的非切割端11连接；光强计103与光耦合器102的第二输入端口1022或待切割光纤105的切割端12连接，用于分别获取第二输入端口1022处的第一光强和待切割光纤105的切割端12的第二光强；判断模块104与光强计103连接，用于基于第一光强和第二光强，判断待切割光纤105的切割端12切割面是否合格。

激光器101产生的光线经过光耦合器102由待切割光纤105的切割端12射出，若待切割光纤105的切割端12切割面为垂直切割平面，由于光纤端面与空气折射率的差异，理论上会有4％的光会经由切割端12切割面反射，即第二光强的4％会被切割端12切割面反射并沿待切割光纤105传输回光耦合器102，并且会从光耦合器102第二输入端口1022射出，光强计103获取第二输入端口1022处射出的反射光的第一光强，判断模块104与光强计103连接，基于第一光强和第二光强的大小，能够判断待切割光纤105的切割端12切割面是否合格。

本实施例的技术方案，通过获取待切割光纤105的切割端12切割面输出光的第二光强和反射光的第一光强，基于单模光纤的特性和光在垂直通过高折射率材料与低折射率材料界面时的反射规律，来判断待切割光纤105的切割端12切割面是否合格，解决现有技术中光纤切割面检测装置成本高、设备复杂的问题，实现了光纤切割面的简易检测。

可选的，激光器101产生的光源波长范围为820nm-1550nm，激光器101输出的激光功率为200uW-600uW，激光器101发出的激光功率波动范围小于10nW，以提高光纤切割面检测装置的准确度和稳定性。

可选的，光强计103的最大量程为2uW-6uW，以提高测量的精确度。

可选的，待切割光纤105与光耦合器102的第一输出端口1023熔接，以降低接口处的损耗。

可选的，光耦合器102还包括第二输出端口1024；第二输出端口1024作为光耦合器散射端口，光耦合器102端口的对称设置能够提高光纤切割面检测的精确度。

可选的，所述光耦合器102为2*2单模光纤光耦合器，光耦合器散射端口与第一输出端口1023的光功率分配比例为1:1，光耦合器102端口的对称设置能够提高光纤切割面检测的精确度。

可选的，光耦合器散射端口处光线的反射率小于0.4，优选的，光耦合器散射端口处光线的反射率为0，避免光耦合器散射端口处反射光线引入光纤切割面检测装置从而影响光强计103测量第二输入端口1022处第一光强的准确度，当光纤的切割角度偏差大于0.1度时，由于单模光纤特性不允许其他模的光通过，光纤切割面反射光的光强会迅速降低到0。

可选的，判断模块104包括计算单元和判断单元；计算单元与光强计103连接，用于基于第二光强得到待切割光纤105的切割端12的理论光强值；判断单元与计算单元与光强计103均连接，用于基于第一光强和理论光强值，判断待切割光纤105的切割端12切割面是否合格。

当待切割光纤105的切割端12切割面为垂直切割平面时，理论上会有4％的光会经由切割端12切割面反射，即第二光强的4％会被切割端12切割面反射并沿待切割光纤105和光耦合器传输到第二输入端口1022处，因此计算单元可通过第二光强乘以4％再乘以待切割光纤105和光耦合器的损耗而计算得出理论光强值，判断单元通过从光强计103得到的第一光强和从计算单元获得的理论光强值判断待切割光纤105的切割端12切割面是否合格，可选的，若第一光强与理论光强值的差值范围在0.01μW内，则判定待切割光纤105的切割端12切割面合格，否则，判定待切割光纤105的切割端12切割面不合格。

具体的，设第一光强为A，第二光强为B，在待切割光纤105的非切割端未与光耦合器102的第一输出端口1023连接时，将光强计103与光耦合器102的第一输出端口1023连接，利用光强计103测量第一输出端口1023处的第三光强，设为C；通过测量未接入待切割光纤105时光耦合器102第一输出端口1023处的第三光强C和接入待切割光纤105后的第二光强B能够得到待切割光纤105所产生的损耗为B/C。将光强计103与光耦合器102的第二输入端口1022连接，利用光强计103测量第二输入端口1022处的第四光强设为D，设从激光器101出射的光强为M，则通过测量未接入待切割光纤105时光耦合器102第二输入端口1022处的第四光强D能够得到光耦合器102由第一输出端口1023处到第二输入端口1022处的损耗为D/M。当待切割光纤105的切割端12切割面为垂直切割平面时，理论上有4％的光会经由切割端12切割面反射，即第二光强B的4％会被切割端12切割面反射并沿待切割光纤105和光耦合器102传输到第二输入端口1022处，因此计算单元可通过B×4％×B/C×D/M计算得出理论光强值E，即E＝B×4％×B/C×D/M。判断单元基于第一光强A和理论光强值E，能够判断待切割光纤105的切割端12切割面是否合格，示例性的，若E-0.1μW≤A≤E+0.1μW，则判定待切割光纤105的切割端12切割面合格，否则，判定待切割光纤105的切割端12切割面不合格。

基于相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种光纤切割面检测方法，所述光纤切割面检测方法适用于上述实施例中提供的任一光纤切割面检测装置，与上述实施例相同或相应的结构以及术语的解释在此不再赘述，图2为本发明实施例提供的一种光纤切割面检测方法的流程示意图，如图2所示，本发明实施例提供的光纤切割面检测方法包括如下步骤：

步骤110、将待切割光纤的非切割端与所述光耦合器的所述第一输出端口连接。

步骤120、将所述光强计与所述光耦合器的所述第二输入端口连接，利用所述光强计测量所述第二输入端口处的第一光强A。

步骤130、将所述光强计与所述待切割光纤的切割端连接，利用所述光强计测量所述待切割光纤的切割端的第二光强B。

步骤140、所述判断模块基于所述第一光强A和所述第二光强B判断所述待切割光纤的切割端切割面是否平整。

本发明实施例提供的光纤切割面检测方法，通过用光强计获取待切割光纤切割端输出光的第二光强B和反射到第二输入端口处的第一光强A，基于单模光纤的特性和光在垂直通过高折射率材料与低折射率材料界面时的反射规律，来判断待切割光纤的切割端切割面是否平整，实现了光纤切割面的简易检测。

可选的，所述判断模块基于所述第一光强A和所述第二光强B判断所述待切割光纤的切割端切割面是否平整，包括：

基于所述第二光强B，得到所述待切割光纤的切割端的理论光强值E。

基于所述第一光强A和所述理论光强值E，判断所述待切割光纤的切割端切割面是否合格。

可选的，所述基于所述第一光强A和所述理论光强值E，判断所述待切割光纤的切割端切割面是否合格包括：

若E-0.1μW≤A≤E+0.1μW，所述待切割光纤的切割端切割面合格。

可选的，所述将待切割光纤的非切割端与所述光耦合器的所述第一输出端口连接之前，还包括：

将所述光强计与所述光耦合器的所述第一输出端口连接，利用所述光强计测量所述第一输出端口处的第三光强C。

将所述光强计与所述光耦合器的所述第二输入端口连接，利用所述光强计测量所述第二输入端口处的第四光强D。

所述基于所述第二光强B，得到所述待切割光纤的切割端的理论光强值E，包括：

基于所述第二光强B、所述第三光强C以及所述第四光强D，得到所述待切割光纤的切割端的理论光强值E。

通过测量未接入待切割光纤时光耦合器第一输出端口处的第三光强C和接入待切割光纤后的第二光强B能够得到待切割光纤所产生的损耗为B/C。

可选的，令从所述激光器出射的光强为M，则，E＝B×4％×B/C×D/M。

通过测量未接入待切割光纤时光耦合器第二输入端口处的第四光强D能够得到光耦合器由第一输出端口处到第二输入端口处的损耗为D/M。

当待切割光纤的切割端切割面为垂直切割平面时，理论上有4％的光会经由切割端12切割面反射，即第二光强B的4％会被切割端12切割面反射并沿待切割光纤105和光耦合器传输到第二输入端口1022处，因此可通过B×4％×B/C×D/M计算得出理论光强值E。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种光纤切割面检测装置，其特征在于，包括：激光器、光耦合器、光强计以及判断模块；

所述光耦合器包括第一输入端口、第二输入端口以及第一输出端口；

所述激光器与所述光耦合器的第一输入端口连接；

所述光耦合器的所述第一输出端口与待切割光纤的非切割端连接；

所述光强计与所述光耦合器的所述第二输入端口或所述待切割光纤的切割端连接，用于分别获取所述第二输入端口处的第一光强和所述待切割光纤的切割端的第二光强；

所述判断模块与所述光强计连接，用于基于所述第一光强和所述第二光强，判断所述待切割光纤的切割端切割面是否合格。

2.根据权利要求1所述的光纤切割面检测装置，其特征在于，所述光耦合器还包括第二输出端口；

所述第二输出端口作为光耦合器散射端口。

3.根据权利要求2所述光纤切割面检测装置，其特征在于，所述光耦合器为2*2单模光纤光耦合器，所述光耦合器散射端口与所述第一输出端口的光功率分配比例为1:1。

4.根据权利要求2所述光纤切割面检测装置，其特征在于，所述光耦合器散射端口处光线的反射率小于0.4。

5.根据权利要求1所述光纤切割面检测装置，其特征在于，所述判断模块包括计算单元和判断单元；

所述计算单元与所述光强计连接，用于基于所述第二光强得到所述待切割光纤的切割端的理论光强值；

所述判断单元与所述计算单元与所述光强计均连接，用于基于所述第一光强和所述理论光强值，判断所述待切割光纤的切割端切割面是否合格。

6.一种光纤切割面检测方法，其特征在于，所述光纤切割面检测方法适用于权利要求1-5任一项所述的光纤切割面检测装置；

所述光纤切割面检测方法包括：

将待切割光纤的非切割端与所述光耦合器的所述第一输出端口连接；

将所述光强计与所述光耦合器的所述第二输入端口连接，利用所述光强计测量所述第二输入端口处的第一光强A；

将所述光强计与所述待切割光纤的切割端连接，利用所述光强计测量所述待切割光纤的切割端的第二光强B；

所述判断模块基于所述第一光强A和所述第二光强B判断所述待切割光纤的切割端切割面是否平整。

7.根据权利要求6所述的光纤切割面检测方法，其特征在于，所述判断模块基于所述第一光强A和所述第二光强B判断所述待切割光纤的切割端切割面是否平整，包括：

基于所述第二光强B，得到所述待切割光纤的切割端的理论光强值E；

基于所述第一光强A和所述理论光强值E，判断所述待切割光纤的切割端切割面是否合格。

8.根据权利要求7所述的光纤切割面检测方法，其特征在于，所述基于所述第一光强A和所述理论光强值E，判断所述待切割光纤的切割端切割面是否合格包括：

若E-0.1μW≤A≤E+0.1μW，所述待切割光纤的切割端切割面合格。

9.根据权利要求7所述的光纤切割面检测方法，其特征在于，所述将待切割光纤的非切割端与所述光耦合器的所述第一输出端口连接之前，还包括：

将所述光强计与所述光耦合器的所述第一输出端口连接，利用所述光强计测量所述第一输出端口处的第三光强C；

将所述光强计与所述光耦合器的所述第二输入端口连接，利用所述光强计测量所述第二输入端口处的第四光强D；

所述基于所述第二光强B，得到所述待切割光纤的切割端的理论光强值E，包括：

基于所述第二光强B、所述第三光强C以及所述第四光强D，得到所述待切割光纤的切割端的理论光强值E。

10.根据权利要求9所述的光纤切割面检测方法，其特征在于，令从所述激光器出射的光强为M，

则，E＝B×4％×B/C×D/M。