CN111174717B - 一种光纤几何参数测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明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。

Description

一种光纤几何参数测试系统及方法

技术领域

本发明属于光纤测试技术领域，更具体地，涉及一种光纤几何参数测试系统及方法。

背景技术

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。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明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，按照本发明的一个方面，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％。

按照本发明的另一个方面，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，通过本发明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)本发明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,使得本发明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，本发明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，本发明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；从而在三维六个方向及旋转方向调节该待测光纤的物理位置，使得该待测光纤物理位置的调节更加精准，极大的节约了对焦时间，提高了测试效率；解决了现有技术调节不精确，对焦时间长而导致的测试效率低下的问题。

(3)采用本发明所述的光纤几何参数测试系统进行测试时，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；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；通过端面图像成像装置或侧面图像成像装置来确定该待测光纤输出端的物理位置，本发明由于使用端面图像采集装置来对焦光纤侧面图像，使用侧面图像采集装置来对焦光纤端面图像；从而极大的节省了对焦时间，提高了测试效率，从而解决了现有技术的测试，由于没有对焦参照物，只能依靠人工时时观察图像采集装置中的图像，以使得相机自动调焦，从而使图像达到预设的清晰度值和亮度值；而导致的对操作人员技术要求较高、且耗时久，效率低下的问题。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的一种光纤几何参数测试系统结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在实际生产中，普遍采用两个单独的测试系统分别测试光纤端面几何参数信息和光纤侧面几何信息，每台测试设备在测试前，均需要依靠人力将待测光纤物理位置调节至与图像采集装置的焦距重合，其调节的标准为观察图像采集装置中的成像是否达到预设的清晰度值和亮度值，这个调节过程，不仅耗时，同时对工位能力要求较高，极大的影响了测试效率，无法满足实际生产测试需求。

为解决以上问题，本发明提供了一种光纤几何参数测试系统，如图1所示：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反射光路和透射光路；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；

进一步地,所述侧面图像采集装置,其包括用于侧面图像聚焦的镜头和用于将聚焦图像进行处理的相机；优选地，所述镜头为第一CCD镜头，所述相机为第一CCD相机，以将光学图像转化为数字信号，以供后续数据处理电路进行处理。

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；

进一步地,所述端面图像采集装置，其包括用于端面图像聚焦的镜头和用于将聚焦图像进行处理的相机；优选地，所述镜头为第二CCD镜头，所述相机为第二CCD相机，以将光学图像转化为数字信号，以供后续数据处理电路进行处理。

本发明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一分为二,具体分为反射光路和透射光路,在反射光路上设置第二CCD镜头及第二CCD相机，在透射光路上设置第一CCD镜头及第一CCD相机,从而将两个测试装置集成到一个测试系统中,使得本发明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，本发明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。

具体而言，使用本发明所述的光纤几何参数测试系统进行测试时，其具体测试方法包括以下步骤：

(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；具体而言，所述第一CCD镜头及第一CCD相机采集该待测光纤的侧面几何图像，所述第二CCD镜头及第二CCD相机采集该待测光纤的端面几何图像；

(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：其具体包括以下步骤：

S1：选择所述第一CCD相机或第二CCD相机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CCD相机的焦点重合，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，使其与待测图像对应的CCD相机的焦距重合；

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。

现有技术中，对光纤几何参数进行测试时，只有单独的测试系统，该测试系统中仅有一个图像采集装置；例如端面测试系统，在测试时，没有参照物，只能依靠人工时时观察图像采集装置中的图像，并调节相机使其自动对焦，从而使图像达到预设的清晰度值和亮度值；这种调节方式，不仅对操作人员技术要求较高，同时极为费时，通常需要几秒或者几十秒或者更长时间才能完成一次调焦，同时，当测试光纤另一个几何参数，例如侧面几何参数测试，需要重新更换系统，且重新对焦，因此，需要对焦至少2次，将该待测光纤的端面和侧面几何参数均测试完毕，需要花费大量的时间，效率极其低下；

而采用本发明所述的光纤几何参数测试系统进行测试时，由于使用端面几何测试系统的图像采集装置来对焦光纤侧面图像，使用侧面几何系统的图像采集装置来对焦光纤端面图像；更具体地，采用本发明所述的光纤几何参数测试系统进行测试时，通过所述第一CCD相机及第二CCD相机同时显示待测光纤侧面及端面图像；本发明利用所述第二CCD相机采集到的端面图像来确定该待测光纤输出端在待测光纤侧面几何参数测试系统的具体位置，并且调节该待测光纤输出端的物理位置使其与所述第一CCD相机焦点重合，从而在所述第一CCD相机中采集到满足预设的清晰度值和亮度值的图像，将该满足预设的清晰度值和亮度值的图像作为该待测光纤输出端的侧面几何参数信息进行输出，同理，本发明利用所述第一CCD相机中采集到的侧面图像来确定该待测光纤输出端在待测光纤端面几何参数测试系统的具体位置，并且调节该待测光纤输出端的物理位置使其与所述第二CCD相机焦点重合，从而在所述第二CCD相机中采集到满足预设的清晰度值和亮度值的图像，将该满足预设的清晰度值和亮度值的图像作为该待测光纤输出端的端面几何参数信息进行输出，从而极大的节省了对焦时间，提高了测试效率。

此外，现有的光纤几何参数测试系统,由于每个系统只能单独测试光纤端面或者侧面几何参数信息,由于只有一个测试系统，其待测光纤物理位置的调节只需要在一维或者二维平面进行调节，因此，只需要采用3轴步进电机调节待测光纤位置使待测光纤端面或侧面位于该CCD镜头焦点位置，以获取达到预设的清晰度值和亮度值的图像；如前面所述，这种调节方式效率极其低下，且效果不好。

为了更精确的调节该待测光纤输出端的物理位置，本发明提供的一种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；从而在三维六个方向及旋转方向调节该待测光纤的物理位置，使得该待测光纤物理位置的调节更加精准，极大的节约了对焦时间，提高了测试效率。

进一步地，所述工控电机优选为四轴步进电机，所述四轴步进电机，其采用220V工业电压，上电工作时，其中三轴用于调整该待测光纤输出端的空间位置，使其沿着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，从而在测试时，使所述端面图像采集装置或侧面图像采集装置能够采集到轮廓清晰的光纤端面或者侧面图像；其另外一轴用于控制待测光纤输出端旋转，从而在测试时，使所述侧面图像采集装置能够采集多个不同角度光纤侧面的图像，进而计算出光纤涂覆层直径，不圆度和同心度等。

本发明提供的一种光纤几何参数测试系统，在实际测试中，该待测光纤为采样光纤，其长度为1m～3m，其输入端端口间隔0.5cm～1cm处设有光纤夹具，其输出端端口间隔1cm～1.5cm处设有光纤夹具，以保证光纤的准直，从而不影响测试结果；应当说明的是，所述光纤夹具只需要能够固定待测光纤即可，其材质可以为金属，塑料等，其型号也可以为市场上任意型号；所述四轴步进电机优选与该待测光纤输出端光纤夹具连接，以灵活调节该待测光纤输出端物理位置，同时不损坏待测光纤。

本发明提供的一种光纤几何参数测试系统，其反射光路经待测光纤传输至待测光纤输出端以照亮待测光纤输出端纤芯轮廓；其末端的第二CCD镜头及第二CCD相机仅能采集该待测光纤输出端的纤芯轮廓图像，但实际应用中，光纤的包层端面几何图像也具有很重要的作用；

因此，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，所述照明光源为环形LED光源，其尺寸为内径2cm～3cm，外径6cm～8cm，以均匀地全面的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；应当说明的是，所述环形LED光源只需要满足尺寸为内径2cm～3cm，外径6cm～8cm，使其发出的光能够均匀照亮待测光纤输出端端面即可，其光源类型、颜色，均可不限。

本发明提供的一种光纤几何参数测试系统,其反射光路和透射光路均需准直光,才能供待测光纤几何参数测试使用；当所述光源为准直光源，例如激光等，则其经过所述分光镜可直接一分为二，供该待测光纤几何参数测试使用；当所述光源为非准直光源时：

所述反射光路,其还包括设置在所述分光镜与该待测光纤输入端、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；

进一步地，所述准直聚焦透镜组包括准直镜和聚焦镜，其中：所述准直镜，其用于将所述分光镜反射的光束准直成为平行光束；所述聚焦镜，用于将所述平行光束会聚到该待测光纤输入端，并将会聚后的光经过该待测光纤传输至该待测光纤输出端以照亮纤芯轮廓；

所述透射光路，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；

进一步地，所述准直折射透镜组包括准直镜和折射镜，其中：所述准直镜，用于将所述分光镜透射的光束准直成为平行光束；所述折射镜，用于将所述平行光束折射至待测光纤侧面，以使得待测光纤侧面成像。

本发明提供的一种光纤几何参数测试系统，其光源优选为LED光源，用于产生光源光路以供所述分光镜分为反射光和透射光，并供光纤端面和侧面成像。

本发明提供的一种光纤几何参数测试系统，其分光镜透射率为30％～70％，以保障所述反射光路和透射光路均由足够的光以保障光纤端面和侧面成像。

以下结合实施例作进一步说明：

本发明提供的一种光纤几何参数测试系统，如图1所示，包括：LED光源、半透半反镜、准直聚焦透镜组、准直折射透镜组、第一CCD镜头、第一CCD相机、第二CCD镜头、第二CCD相机、环形LED光源及四轴步进电机；其中：

本实施例选取的采样光纤长度为2m，其输入端端口间隔0.5cm处及输出端端口间隔1cm处均设有光纤夹具，以用于固定该待测光纤。

所述LED光源用于产生光源光路以供所述分光镜分为反射光和透射光，并供光纤端面和侧面成像；

所述半透半反镜沿所述LED光源产生的光源光路设置，其与所述光源光路的夹角为45度，其透射率为50％，以均匀分光；

所述准直聚焦透镜组设置在所述分光镜与待测光纤输入端之间，并与所述分光镜反射的反射光路垂直，其包括准直镜和聚焦镜，所述准直镜用于将所述分光镜反射的光束准直成为平行光束；所述聚焦镜用于将所述平行光束会聚到该待测光纤输入端，并将会聚后的光经过该待测光纤传输至该待测光纤输出端以照亮纤芯轮廓；

所述准直折射透镜组设置在所述分光镜与待测光纤输出端之间，并与所述分光镜透射的透射光路垂直，其包括准直镜和折射镜，所述准直镜用于将所述分光镜透射的光束准直成为平行光束；所述折射镜用于将所述平行光束折射至待测光纤侧面，以使得待测光纤侧面成像；

所述第一CCD镜头、第一CCD相机设置在所述透射光路末端，并与该待测光纤输出端轴向平面平行，以采集待测光纤输出端的侧面光学图像信息并将其转化为数字信号，以供后续数据处理电路进行处理；

所述第二CCD镜头、第二CCD相机设置在所述反射光路末端，并与该待测光纤输出端轴向平面正交，以采集待测光纤输出端的端面光学图像信息并将其转化为数字信号，以供后续数据处理电路进行处理；

所述环形LED光源，其设置在该待测光纤输出端与所述第二CCD镜头之间、与所述CCD镜头；其具体包括5个红光LED，呈内径2cm，外径6cm的圆环形均匀分布，以均匀地全面的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；

所述四轴步进电机与该待测光纤输出端的光纤夹具相连，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；从而在三维六个方向及旋转方向调节该待测光纤的物理位置，使得该待测光纤物理位置的调节更加精准，极大的节约了对焦时间，提高了测试效率。

采用本实施例提供的一种光纤几何参数测试系统进行测试时：所述LED光源发出的红光，该红光经过半透半反镜后分为两束：第一束反射光经过准直聚焦透镜组，会聚到待测光纤输入端的纤芯，并经过整段待测光纤，传输到待测光纤输出端，照亮输出端的纤芯轮廓，使得第二CCD相机采集到的图像包含纤芯轮廓信息；所述环形LED包含5个红光LED，该5个红光LED呈内径2cm，外径6cm的圆环形均匀分布，用以均匀的照亮该待测光纤输出端的端面，使得第二CCD相机采集到光纤端面纤芯及包层轮廓图像；第二束透射光经过准直折射透镜组后，使待测光纤输出端侧面成像，使得第一CCD相机采集到该待测光纤输出端侧面的几何图像；

在本实施例中，采集上述测试系统采集光纤端面和光纤侧面图像前，需要进行对焦，以使上述两个CCD相机能采集到轮廓清晰的光纤图像；对焦采集光纤端面图像时，通过第一CCD相机采集的光纤侧面图像，可以判断光纤端面的位置，从而直接驱动步进电机使光纤端面移动到第二CCD相机焦点的位置；对焦采集光纤侧面图像时，通过第二CCD相机采集的光纤端面图像，可以判断光纤侧面的位置，从而直接驱动步进电机时光纤移动到第一CCD相机焦点的位置；上述对焦过程，直接省去常规对焦过程，极大的简化了对焦步骤和减少了对焦所用时间。

将该待测光纤输出端的端面和侧面几何参数图像采集完毕之后，将该待测光纤的输入端和输出端对调，再次测量，从而获取该待测光纤完整的几何参数信息。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

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％。

7.一种应用权利要求1至6任意一项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。

8.如权利要求7所述的应用光纤几何参数测试系统的方法，其特征在于，所述步骤(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。

9.如权利要求8所述的应用光纤几何参数测试系统的方法，其特征在于，所述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。

10.如权利要求7所述的应用光纤几何参数测试系统的方法，其特征在于，所述步骤(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。

Images