CN113503814B - 一种光纤束中间臂居中检测装置和检测方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光纤束中间臂居中检测装置和检测方法，用于检测被装配于一套管内的光纤束的中间臂是否居中，其中所述检测装置包括光源件、检验光纤和观察镜。所述光源件被用于给所述光纤束的光纤提供一可见光。所述检验光纤包括纤芯、包绕于所述纤芯的纤芯包层和包绕于所述纤芯包层的挡光件，其中所述检验光纤的纤芯正对所述光纤束的中间臂，其中所述挡光件被用以防止所述纤芯包层内的可见光干扰对所述纤芯的亮度的观察。所述观察镜被设置于所述检验光纤的尾端，以观察所述检验光纤的纤芯的亮度，根据所述纤芯是否发亮判断所述中间臂是否居中。该检测装置能够快速检测光纤束的中间臂是否居中，检测质量高，检测效率高。

Description

一种光纤束中间臂居中检测装置和检测方法

技术领域

本发明涉及光纤检测技术领域，尤其涉及一种光纤束中间臂居中检测装置和检测方法。

背景技术

光纤激光器以其光束质量优异、转换效率高、维护方便等优势，在越来越多的工业领域得到应用，如材料切割、3D打印、钻孔、焊接等。光纤激光器内的完整光路涉及各类光纤封装器件，诸如光纤光栅、光纤合束器、包层光剥除器、环形器、隔离器等，其中所述光纤合束器是处于关键位置的光纤器件。该类器件的光纤束需要成束熔融拉锥后，与输出光纤熔接到一起制备成器件。

目前，常用的光纤束制备方法有打结法和套管法。套管法制备的光纤合束器可以避免光纤扭转时可能泄露的高阶模光等引起的发热问题，因此，具有一定的设计优势。对于光纤束，其由多根光纤组成，一般情况下位于光纤束中间位置的称为“中间臂”，其中所述中间臂往往不同于其他光纤，所述中间臂需要一直维持居中位置进行传输。但套管法制备时，穿纤过程中保持光纤束的中间臂居中是个难点。如果不能得到及时的检测确认，在做到工艺后段才发现不满足居中要求时，往往会导致物料、人工等资源的浪费，而如果在工艺过程中都没有发现不满足居中要求，还会影响合束器的最终功能，影响企业的信誉。

因此，针对套管法穿纤工艺，目前亟需一种套管后的检测技术，以确保光纤束的中间臂位于光纤束的居中位置。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种光纤束中间臂居中检测装置，通过光源件在光纤束凸出套管的一端输入可见光，并在检验光纤的另一端察看纤芯是否发亮，能够快速检测光纤束的中间臂是否居中，检测质量高，检测效率高，在不满足居中要求时重新穿光纤束，还能够有效节约资源和人工以及设备成本，对提升公司信誉大有裨益。

本发明的另一目的在于提供一种光纤束中间臂居中检测装置，根据光纤束的密堆积层数来更换相应规格的检验光纤，能够满足大多数光纤束的中间臂的居中检测，兼容性高，适用范围广泛。

本发明的另一目的在于提供一种光纤束中间臂居中检测装置，通过斜面镜和观察镜的配合将纤芯光偏转后输出观察能够有效节约空间，并方便观察。

本发明的另一目的在于提供一种光纤束中间臂居中检测方法，在光纤束和检验光纤对接后通过观察纤芯是否发亮能够快速判定中间臂是否居中，并在依次通光确认居中后还能够识别哪根光纤居中。

本发明的另一目的在于提供一种光纤束中间臂居中检测方法，通过将光纤的光反射，并投射至显示屏上，能够有效缩小检测空间，并方便纤芯光亮的察看。

为实现本发明以上至少一个目的，本发明提供一种光纤束中间臂居中检测装置，用于检测被装配于一套管内的光纤束的中间臂是否居中，其中所述检测装置包括：

一光源件，用于给所述光纤束的光纤提供一可见光；

一检验光纤，其中所述检验光纤包括纤芯、包绕于所述纤芯并具有预定折射率的纤芯包层和包绕于所述纤芯包层的挡光件，其中所述检验光纤的纤芯正对所述光纤束的居中位置；和

一观察镜，其中所述观察镜被设置于所述检验光纤的尾端，以观察所述检验光纤的纤芯的亮度。

在一种可能的实施方式中，所述光纤束为六角密堆积结构。

在一种可能的实施方式中，所述挡光件被实施为折射率高于所述纤芯包层的高折射率介质，所述挡光件被包绕于所述纤芯包层的外表面。

在一种可能的实施方式中，所述高折射率介质被实施为液体、固体或者黏性物质。

在一种可能的实施方式中，所述挡光件被实施为遮光体，其中所述遮光体被包绕于所述纤芯包层的尾端的端面。

在一种可能的实施方式中，所述遮光体被实施为可涂覆遮光层。

在一种可能的实施方式中，所述检测装置还包括一斜面镜，其中所述斜面镜被倾斜设置于所述检验光纤的尾端，所述观察镜被设置于所述斜面镜的反射方向，以在所述斜面镜接收所述纤芯发出的光后能够将其反射给所述观察镜。

在一种可能的实施方式中，所述检测装置还包括一显示屏；

所述观察镜具有相对的一输入端和一输出端，其中所述观察镜的输入端正对所述斜面镜的反射方向，所述观察镜的输出端正对所述显示屏。

此外，本发明还提供了一种利用所述光纤束中间臂居中检测装置的光纤束中间臂居中检测方法，其中所述检测方法包括以下步骤：

将所述检验光纤塞入所述套管，使所述检验光纤的其中一端抵接于所述光纤束的端部，并使所述检验光纤的所述纤芯正对所述光纤束的居中位置；

在所述光纤束凸出所述套管的端部给每根光纤输入可见光，并在所述检验光纤的另一端察看所述纤芯是否发亮。

在一种可能的实施方式中，所述检测方法还包括以下步骤：在所述纤芯发亮时，反射所述纤芯的光由水平光变为竖直光，并使之被投射至一显示屏上。

本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，得以充分体现。

附图说明

图1示出了本申请一较佳实施例光纤束中间臂居中检测装置中光传播方向的示意图。

图2示出了本申请一较佳实施例套管内光纤束和检验光纤对接的示意图。

图3示出了本申请一较佳实施例光纤束中间臂居中检测装置的原理示意图。

图4示出了本申请一较佳实施例7*1光纤束两层结构的示意图。

图5示出了本申请一较佳实施例19*1光纤束三层结构的示意图。

具体实施方式

以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在说明书的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

结合说明书附图1至图5，依本发明一较佳实施例的一种光纤束中间臂居中检测装置将在以下被详细地阐述，其中所述光纤束中间臂居中检测装置被用于检测被装配于一套管40内的光纤束10的中间臂101是否居中。也就是说，在通过套管法进行穿纤时，当穿纤完备后，即所述光纤束10在被塞入所述套管40内后，检测所述套管40内的所述光纤束10的中间臂101是否处于居中位置。

所述检测装置包括一光源件、一检验光纤20和一观察30镜。

所述光源件，比如LED灯，被用于给所述光纤束10的光纤提供可见光，其中所述光纤束10的光纤包括位于中心的中间臂101和绕设于所述中间臂101的周围的其它光纤102。通过所述光源件为所述中间臂101和所述光纤102依次提供或同时提供可见光。这些可见光就会沿所述光纤束10内的所有光纤进行具有一定发散角的反射传播。

所述检验光纤20包括纤芯201、包绕于所述纤芯201并具有预定折射率的纤芯包层202和包绕于所述纤芯包层202的挡光件203，其中所述纤芯包层202的折射率一般被设置为1.4～1.5，使得所述光纤102的光仅能在所述纤芯包层202进行折射传播，其中所述检验光纤20的纤芯201正对所述光纤束10的居中位置；其中所述挡光件203被用以防止所述纤芯包层202内的可见光干扰对所述纤芯201的亮度的观察。

所述观察镜30被设置于所述检验光纤20的尾端，以观察所述检验光纤20的纤芯201的亮度。

在进行检测时，首先将所述检验光纤20由所述套管40的右端塞入所述套管40内，并抵接于待检测的所述光纤束10；然后，所述光源件在所述光纤束10远离所述检验光纤20的一端，即在所述光纤束10的左端提供可见光，不管是给所述中间臂101和所述光纤102同时提供可见光还是依次提供可见光，这些光都会沿着对应的所述中间臂101和/或所述光纤102进行传播，其中所述光纤102的光被所述纤芯包层202表面的挡光件203所阻挡，而所述中间臂101的光经由所述检验光纤20的纤芯201继续传播，直至所述纤芯201远离所述光纤束10的另一端；最后，通过所述观察镜30察看所述纤芯201是否发亮。由于所述纤芯201正对标准光纤束的居中位置，如果所述纤芯201能够被点亮，则说明待检测的光纤束10的中间臂101处于居中位置；而一旦所述纤芯201不能被点亮，则说明待检测的光纤束10的中间臂101未处于居中位置，此时则需要重新穿纤，由此能够节约不合格光纤束向下游工位流动所浪费的物料、人工以及设备等成本，同时还能够确保向外界提供合格的产品而维护企业的良好信誉。

本领域技术人员可以理解的是：由所述光纤束10的光纤102传播过来的光由于具有一定角度的发散角，其只会在所述检验光纤20的纤芯包层202内来回反射，并不会进入到所述检验光纤20的纤芯201内，而由所述光纤束10的中间臂101传播过来的光由于所述发散角的原因，其只会在所述检验光纤20的纤芯201内反射传播，并不会进入到所述检验光纤20的纤芯包层202内。两者互不干涉，且不干扰，从而能够根据所述纤芯201的光亮检测所述中间臂101是否居中。

此外，需要说明的是，通过所述光源件对所述光纤束10的中间臂101以及绕设于所述中间臂101周围的光纤102依次提供可见光时，当判断出所述中间臂101处于居中位置时，还能够判断出所述光纤束10中的哪根光纤位于光纤束10的中间位置，即哪根光纤是中间臂101。这种情况尤其适用于由多层或多根光纤组成的光纤束10的检测。

此外，在检测过程中，所述检验光纤20的外径与密堆积结构的光纤束10的外径尺寸的差值一般不超过所述光纤束10内的单根光纤的外径D与所述检验光纤20的纤芯201的外径d尺寸的差值，以确保所述纤芯201接收到的可见光全部来自所述中间臂101，即所述检验光纤20的纤芯201被全部覆盖在所述中间臂101的范围之内，防止在检测所述光纤束10时，所述纤芯201接收到所述光纤束10除所述中间臂101以外的其它光纤102的光而引起误判。比如，对于两层密堆积结构的光纤束10，在所述光纤束10的外径为405um时，其中单根光纤的外径D＝405um/3＝135um，所述检验光纤20的外径为400um，所述纤芯201的外径d＝20um，直径差405um-400um＝5um＜D-d＝115um。如果所述检验光纤20的外径为250um，所述纤芯201的外径d＝20um，此时直径差405um-250um＝155um＞D-d＝115um，就可能出现误判的问题。

进一步优选地，所述光纤束10被实施为六角密堆积结构，其整体成六边形对称结构，但堆积层数不受限制，可用于而不仅限于如7*1的两层结构110或19*1的三层结构120，如图4和图5所示，其中图4/图5中的虚线分别代表的是第二层/第二层和第三次，其中7和19分别指的是所述光纤束10内的光纤的根数，而1指的是位于同一表面。由于所述光纤束10呈六边形对称结构分布，即使所述光纤束10在所述套管40内发生转动，所述中间臂101的位置仍然不会发生改变，从而能够确保所述光纤束10和所述检验光纤20良好的对接。

具体的，通过本发明所提供的检测装置在完成7*1泵浦合束器中间臂居中的检测操作中：所述光纤束10内具有7根光纤，光纤外径为155um，光纤束10外径为465um，自一端插入所述套管40，套管40内径为475um；所述检验光纤20的外径为400um，纤芯201外径为20um～50um，由所述套管40的另一端插入所述套管40，并抵接在所述光纤束10的端面。通过所述光源件在所述光纤束10的另一端依次通光，可以看到其中一根能够使所述纤芯201发亮，而其余六根光纤102不能使所述纤芯201发亮，由此判定能够使所述纤芯201发亮的光纤居于中间位置，为所述中间臂101，并在该光纤做出标识。

作为本发明一较佳实施例，所述挡光件203被实施为高折射率介质，其中所述高折射率介质中的“高”指的是该介质的折射率大于所述纤芯包层202的折射率，使得所述纤芯包层202内的光只要接触所述高折射率介质，就能够被所述高折射率介质吸收，其中所述挡光件203被包绕于所述纤芯包层202的外表面。

由于光只会由一种介质传播至比该介质的折射率更高的介质内，而不会反向传播。因此，所述光纤束10内的光纤的可见光在所述纤芯包层202内反射传播时，会传播至包绕于所述纤芯包层202的所述高折射率介质内。这些光不管是从所述高折射率介质内向外传播，还是在所述高折射率介质的尾端传播出去，由于所述高折射率介质和所述纤芯201之间还间隔着直径较大的所述纤芯包层202，因此，这些光都不会影响对所述纤芯201的光亮的观察，也就使得所述高折射率介质可以包绕在所述纤芯包层202的外表面的任意位置，不管是靠近所述纤芯包层202的前端、中间还是尾端，只要能够吸收所述纤芯包层202内的光，而不使其传播至所述纤芯包层202的尾端，并被所述观察镜30观察到即可。

优选地，所述挡光件203被实施为液体、固体或者黏性物质，比如胶体等，其更容易被涂覆在所述纤芯包层202的外表面，不仅制造方便，还能够有效缩小该检测装置的占用空间。

作为本发明另一较佳实施例，所述挡光件203被实施为遮光体，其中所述遮光体被包绕于所述纤芯包层202的尾端的端面，以阻挡所述纤芯包层202内的光，避免其被所述观察镜30察看到，其中所述遮光体被优选实施为遮光墨水、遮光漆等可涂覆遮光材料，以在所述纤芯包层202的尾端的端面形成可涂覆遮光层。

作为本发明一较佳实施例，所述检测装置还包括一斜面镜50，其中所述斜面镜50被倾斜设置于所述检验光纤20的尾端，且所述观察镜30被设置于所述斜面镜50的反射方向，以在所述斜面镜50接收所述纤芯201发出的光后能够将其反射给所述观察镜30。在检测所述中间臂101是否居中的过程中，虽然也可以直接通过所述观察镜30察看所述纤芯是否发亮，但水平观察所需的空间较大，对检测的场所的要求具有较多限制，同时，在通光检测时水平光还可能照射到周边，存在影响周边环境的可能性。因此，通过设置所述斜面镜50，将水平光偏转一定角度后输出给所述观察镜30，能够更加方便对所述纤芯201的光亮的观察，并能够有效节省检测空间。一般情况下，所述斜面镜50是将水平光偏转90°后向上输出给所述观察镜30，以便于工作人员的观察。

进一步优选地，所述检测装置还包括一显示屏60；

所述观察镜30具有相对的一输入端301和一输出端302，其中所述观察镜30的输入端301正对所述斜面镜50的反射方向，所述观察镜30的输出端302正对所述显示屏60。所述纤芯201的光亮经所述斜面镜50反射后进入所述观察镜30内，进而照射在所述显示屏60上，能够更加方便的察看位于所述检验光纤20的端面处的纤芯201的光亮。

此外，本发明还提供了一种利用所述光纤束中间臂居中检测装置的光纤束中间臂居中检测方法，其中所述检测方法包括以下步骤：

将所述检验光纤20塞入所述套管40，使所述检验光纤20的其中一端抵接于所述光纤束10的端部，并使所述检验光纤20的所述纤芯201正对所述光纤束10的居中位置；

在所述光纤束10凸出所述套管40的端部，即在所述光纤束10的左端给每根光纤输入可见光，并在所述检验光纤20的另一端察看所述纤芯201是否发亮，其中可在所述光纤束10的另一端给所有的光纤同时通光，也可以给所有的光纤依次通光，其中在依次通光时，当检测到所述中间臂101处于居中位置时，还能够判断出所述光纤束10内的哪根光纤是中间臂101。

值得一提的是，对于所述光纤束10内的所述中间臂101以及绕设于所述中间臂101周围的其它光纤102的光在传播至所述检验光纤20时，其中所述光纤102的光被所述检验光纤20的纤芯包层202阻挡，而所述中间臂101的光由所述检验光纤20的纤芯201传播出去，造成所述纤芯201的发亮，以供所述观察镜30察看。具体的原理在上文已经叙述，在此次不再赘述。

优选地，所述检测方法还包括以下步骤：在所述纤芯201发亮时，反射所述纤芯201的光由水平光变为竖直光，并使之被投射至一显示屏60上，以方便工作人员察看。

本领域的技术人员应理解，上述描述所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (10)

1.一种光纤束中间臂居中检测装置，用于检测被装配于一套管内的光纤束的中间臂是否居中，其中所述光纤束的光纤包括位于中心的中间臂和绕设于所述中间臂周围的其它光纤，其特征在于，其中所述检测装置包括：

一光源件，用于给所述光纤束的光纤提供一可见光；

一检验光纤，其中所述检验光纤包括纤芯、包绕于所述纤芯并具有预定折射率的纤芯包层和包绕于所述纤芯包层的挡光件，光纤束的中间臂传播的光在检测光纤的纤芯内反射传播，绕设于所述中间臂周围的其它光纤只在检测光纤的纤芯包层内来回反射传播，其中所述检验光纤的纤芯正对所述光纤束的居中位置；和

一观察镜，其中所述观察镜被设置于所述检验光纤的尾端，以观察所述检验光纤的纤芯的亮度。

2.如权利要求1所述光纤束中间臂居中检测装置，其特征在于，所述光纤束为六角密堆积结构。

3.如权利要求2所述光纤束中间臂居中检测装置，其特征在于，所述挡光件被实施为折射率高于所述纤芯包层的高折射率介质，所述挡光件被包绕于所述纤芯包层的外表面。

4.如权利要求3所述光纤束中间臂居中检测装置，其特征在于，所述高折射率介质被实施为液体、固体。

5.如权利要求2所述光纤束中间臂居中检测装置，其特征在于，所述挡光件被实施为遮光体，其中所述遮光体被包绕于所述纤芯包层的尾端的端面。

6.如权利要求5所述光纤束中间臂居中检测装置，其特征在于，所述遮光体被实施为可涂覆遮光层。

7.如权利要求1至6任一项所述光纤束中间臂居中检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括一斜面镜，其中所述斜面镜被倾斜设置于所述检验光纤的尾端，所述观察镜被设置于所述斜面镜的反射方向，以在所述斜面镜接收所述纤芯发出的光后能够将其反射给所述观察镜。

8.如权利要求7所述光纤束中间臂居中检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括一显示屏；

所述观察镜具有相对的一输入端和一输出端，其中所述观察镜的输入端正对所述斜面镜的反射方向，所述观察镜的输出端正对所述显示屏。

9.一种利用权利要求1至8任一项所述光纤束中间臂居中检测装置的光纤束中间臂居中检测方法，其特征在于，其中所述检测方法包括以下步骤：将所述检验光纤塞入所述套管，使所述检验光纤的其中一端抵接于所述光纤束的端部，并使所述检验光纤的所述纤芯正对所述光纤束的居中位置；

在所述光纤束凸出所述套管的端部给每根光纤输入可见光，并在所述检验光纤的另一端察看所述纤芯是否发亮。

10.如权利要求9所述光纤束中间臂居中检测方法，其特征在于，所述检测方法还包括以下步骤：在所述纤芯发亮时，反射所述纤芯的光由水平光变为竖直光，并使之被投射至一显示屏上。

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