CN115468742B - 一种光波导测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光波导测试系统，其中，包括沿光线传播路径设置的光源、调节组件、光波导夹具、探测组件，所述光波导夹具可加载待测光波导；所述光源发出的原始光束经过所述调节组件调整方向后输出至所述待测光波导，形成一维或二维拓展的信号光束，所述探测组件用于探测并转换所述一维或二维拓展的信号光束以形成出瞳拓展图。本发明公开的光波导测试系统通过发射原始光束测试待测光波导的出瞳拓展效果，探测组件能够获取完整的一维或二维拓展的信号光束，有利于获得更加完整、准确的测试数据，提高光波导光学性能测试的完整度和准确度。

Description

一种光波导测试系统

技术领域

本发明涉及增强现实技术领域，特别是涉及一种光波导测试系统。

背景技术

目前，增强现实(Augmented Reality，简称AR)技术的应用日趋广泛，AR技术使得用户能同时观察真实世界信息和虚拟世界信息。光波导是AR近眼显示的重要显示技术，因其轻薄、可实现出瞳拓展、眼盒大等特点，相比Bird Bath(BB，半透半反式)、虫眼(离轴反射式)、自由曲面棱镜等显示技术方案，光波导技术更有助于制造轻量化微型投影设备，提高AR设备佩戴的舒适性，具有更好的应用前景。

出瞳拓展特性是光波导的重要属性。但是，现有的光波导测试系统只针对人眼观看效果设计，难以测试出瞳拓展特性；测试中采用的图像源传播方向具有一定的角度分布，因此单一入射角的光束能量较低，或者测试数据重叠不易分辨，另一方面，图像源的宽谱特点也使得测试数据不易分辨和筛选；同时，由于探测器的探测面积有限，现有的光波导测试系统不具备获得完整且清晰的出瞳拓展图的条件。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种光波导测试系统，旨在解决现有的测试系统难以获得完整且清晰的出瞳拓展图，不能准确完整地测试光波导光学性能的问题。

本发明的技术方案如下：

一种光波导测试系统，其中，包括沿光线传播路径设置的光源、调节组件、光波导夹具、探测组件，所述光波导夹具可加载待测光波导；所述光源发出的原始光束经过所述调节组件调整方向后输出至所述待测光波导，形成一维或二维拓展的信号光束，所述探测组件用于探测并转换所述一维或二维拓展的信号光束以形成出瞳拓展图。

所述的光波导测试系统，其中，所述探测组件包括缩束结构和探测器，所述缩束结构用于缩小信号光束的图像面积；所述探测器用于将模拟图像转换为数字图像。

所述的光波导测试系统，其中，所述缩束结构为缩束透镜组或者远心镜头中的至少一种；和/或，所述探测器为CCD芯片、CMOS芯片、面阵光电二极管、面阵雪崩二极管、面阵单光子雪崩二极管中的至少一种。

所述的光波导测试系统，其中，所述待测光波导包括耦入区和耦出区，所述耦入区内设有待测位置；所述耦入区用于耦入所述原始光束至所述待测光波导内；所述耦出区用于耦出所述待测光波导内的光束形成所述一维或二维拓展的信号光束。

所述的光波导测试系统，其中，所述调节组件包括万向变换结构和中继结构，所述原始光束入射所述万向变换结构的位置为第一不动点，所述万向变换结构用于控制从所述第一不动点反射的所述原始光束的传播方向；所述中继结构用于偏转所述原始光束，一端接收从所述万向变换结构反射的所述原始光束，另一端出射偏转后的所述原始光束至所述待测光波导，所述中继结构的输出端存在与所述第一不动点对应的第二不动点，所述原始光束经过所述中继结构偏转后的路径经过所述第二不动点；所述待测位置与所述第二不动点的位置重合。

所述的光波导测试系统，其中，所述调节组件为弧形导轨，所述光源设置于所述弧形导轨上，所述弧形导轨的圆心位置与所述待测位置重合；所述光源用于朝向所述弧形导轨的圆心位置发射所述原始光束；或者，所述调节组件为弧面导轨，所述光源设置于所述弧面导轨上，所述弧面导轨的球心位置与所述待测位置重合；所述光源用于朝向所述弧面导轨的球心位置发射所述原始光束。

所述的光波导测试系统，其中，所述调节组件还包括至少一个路径变换结构，用于调整所述原始光束的传播方向。

所述的光波导测试系统，其中，所述路径变换结构包括万向镜、反射镜、二向色镜、棱镜、楔形镜、分束器、合束器中的至少一种。

所述的光波导测试系统，其中，所述调节组件包括偏振调节件；和/或，波长选择件；和/或，扩束/缩束件。

所述的光波导测试系统，其中，所述光波导测试系统还包括第一多维调节结构，用于调整所述待测光波导；和/或，所述光波导测试系统还包括第二多维调节结构，用于调整所述探测组件。

所述的光波导测试系统，其中，所述光源为准直光源例如激光器和平行光管中的至少一种；所述光源为窄带光源或者宽谱光源。

所述的光波导测试系统，其中，所述调节组件包括二维振镜或二维平移台。

所述的光波导测试系统，其中，所述光波导测试系统还包括控制终端，所述控制终端与所述调节组件电连接，并且所述控制终端与所述探测组件电连接，所述控制终端用于自动化控制所述调节组件和所述探测组件。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下优点：

本发明公开的光波导测试系统使用时将待测光波导置于光波导夹具中，然后开启光源发射原始光束，在待测光波导之前设置调节组件对原始光束的传播路径进行调整，使入射待测光波导内的光束为角度合适的、符合测试条件的原始光束；入射待测光波导内的原始光束在待测光波导内经历出瞳拓展，形成一维或二维拓展的信号光束；在待测光波导之后设置探测组件，探测并转换一维或二维拓展的信号光束的图像，形成完整度高的出瞳拓展图，有利于获得更加完整的测试数据，提高光波导光学性能测试的完整度和准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1中(a)图为本发明中衍射光波导的光线传播路径示意图；(b)图为本发明中阵列光波导的光线传播路径示意图；

图2为本发明的一实施例中光波导测试系统的示意图；

图3为本发明的另一实施例中光波导测试系统的示意图；

图4为本发明的又一实施例中光波导测试系统的示意图。

其中，10、光源；20、调节组件；21、万向变换结构；211、第一不动点；22、中继结构；221、第二不动点；23、路径变换结构；30、光波导夹具；40、待测光波导；41、耦入区；411、待测位置；42、耦出区；50、探测组件；51、缩束结构；52、探测器；60、第一多维调节结构；70、第二多维调节结构；80、弧形导轨/弧面导轨。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者间接连接至该另一个部件上。

还需说明的是，本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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，附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

现有的AR技术中光波导利用衍射结构(衍射光波导)或部分透反膜(阵列光波导)增加光线传播至人眼的传播路径，以实现更大眼盒的近眼显示效果，所述传播至人眼光线传播路径增加的过程称之为出瞳拓展；出瞳拓展过程中光束依次经过光波导的耦入区和耦出区(路径中可以存在其他功能区例如转折区)，例如图1所示，(a)图表示衍射光波导中光束的出瞳拓展路径，衍射光波导一般在光波导基底外侧或内部制备光栅；(b)图表示阵列光波导中光束的出瞳拓展路径，阵列光波导的光波导基底内部存在部分透反膜；衍射光波导和阵列光波导中都包含耦入区和耦出区，都可选地包含转折区；入射光线经过出瞳拓展形成多路出射光线，出射路径增多，出射面积增大；光斑(单光线构成的集群)入射时同理，将形成光斑阵列。

需要说明的是，图1仅用于说明出瞳拓展原理，入射光线和出射光线可以位于光波导基底的同侧或异侧；光栅和光波导基底的尺寸经夸大，光栅的厚度一般在亚微米或微米量级，光波导基底的厚度一般在亚毫米或毫米量级；光线的角度、部分透反膜的角度也经夸大，图片仅为示意。

目前的光波导测试系统只针对人眼观看效果设计，不具备出瞳拓展特性的测试能力，通常光波导测试系统固定光波导，在光波导背离人眼处设置可三维转动的基座，基座上装载图像源，光波导靠近人眼处设置探测器进行测试，基座可改变测试的角度和高度，以观察不同图像源位置时、人眼经光波导观察到的图像亮度、对比度等性能。但是，对应出瞳拓展的测试需求，由于测试中采用的图像源传播方向具有一定的角度分布因此单一入射角的光束能量较低，或者测试数据重叠不易分辨，同时，图像源的宽谱特点也使得测试数据不易分辨和筛选；另一方面探测器的探测面积有限，出瞳拓展后的光束不能被探测面完整接收，导致测试过程中无法完整地得到光波导的出瞳拓展图这一重要数据，影响测试数据的完整程度。

如图2所示，本发明的一实施例中，公开了一种光波导测试系统，其中，包括沿光线传播路径设置的光源10、调节组件20、光波导夹具30、探测组件50，所述光波导夹具30可加载待测光波导40；所述光源10发出的原始光束经过所述调节组件20调整方向后输出至所述待测光波导40，形成一维或二维拓展的信号光束，所述探测组件50用于探测并转换所述一维或二维拓展的信号光束以形成出瞳拓展图。

本实施例公开的光波导测试系统使用时将所述待测光波导40置于所述光波导夹具30中，然后开启所述光源10发射原始光束，在所述待测光波导40之前设置有所述调节组件20对原始光束的传播路径进行调整，使入射所述待测光波导40内的光束为角度合适的、符合测试条件的原始光束；入射所述待测光波导40内的原始光束在所述待测光波导40内经历出瞳拓展，形成一维或二维拓展的信号光束；在所述待测光波导40之后设置所述探测组件50，可探测并转换所述一维或二维拓展的信号光束，形成完整度高的出瞳拓展图，有利于获得完整、准确的测试数据，提高光波导光学性能测试的完整度和准确度。

需要说明的是，本实施例中公开的光波导测试系统可以应用于衍射光波导的光学数据的测试，也可以用于阵列光波导的测试，均可以获得准确、完整的测试结果。图2中入射所述待测光波导40的原始光束和从所述待测光波导40出射的信号光束位于所述待测光波导40的异侧，但本发明并不限制信号光束的出射方向，即原始光束和信号光束可以位于所述待测光波导40的同侧。

具体的，作为本实施例的一种实施方式，公开了所述光源10为激光器或者平行光管中的至少一种准直光源。激光器发出的光为相干光，平行光管发出的光为非相干光，两种光源均可以作为本实施例中测试所述待测光波导40的所述光源10。激光器和平行光管准直性好，可以解决现有测试系统中图像源单像素功率低、不够准直的问题。激光器优选地为连续光激光器，此时所述光源10为窄带光源10。例如，在本实施例的另一种实施方式中公开了所述光源10使用连续光激光器，所述探测器52选择CMOS感光芯片。此系统体积小、结构简单，测试的数据准确。

另外，本实施例的另一实施方式中公开的所述光源10也可以为宽谱光源10(例如脉冲激光器或平行光管)，此时通常配备窄带滤波器，通过窄带滤波器对宽谱光源10进行滤光，使照射至所述待测光波导40上的光束具有窄带光谱，满足测试要求，可以准确测试。

如图2所示，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述待测光波导40包括耦入区41和耦出区42；所述耦入区41用于耦入所述原始光束至所述待测光波导40内，所述耦入区41内设有待测位置411；所述耦出区42用于耦出所述待测光波导40内的光束形成所述一维或二维拓展的信号光束。本实施例中所述待测光波导40为衍射光波导，所述耦入区41和所述耦出区42可以位于所述待测光波导40的同一侧，或者相反的两侧，可以根据实际占用空间进行选择，然后在对准所述耦出区42的位置设置所述探测组件50，使光波导测试系统的零部件位置安排合理，减小系统整体的体积，方便移动、运输和组装。

如图2所示，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述调节组件20包括万向变换结构21和中继结构22，所述原始光束入射所述万向变换结构21的位置为第一不动点211，所述万向变换结构21用于控制从所述第一不动点211反射的所述原始光束的传播方向；所述中继结构22用于偏转所述原始光束，一端接收从所述万向变换结构21反射的所述原始光束，另一端出射偏转后的所述原始光束至所述待测光波导40，所述中继结构22的输出端存在与所述第一不动点211对应的第二不动点221，所述原始光束经过所述中继结构22偏转后的路径经过所述第二不动点221；所述待测位置411与所述第二不动点221的位置重合。

在实际测试时需要对所述待测光波导40进行多入射角度的出瞳拓展测试。通常的测试系统无法满足入射在所述耦入区41同一位置(所述待测位置411)的要求，或者占用空间大、操作繁琐。本实施例使用所述调节组件20进行调节则可解决此问题。

具体的，所述万向变换结构21可以设置为万向镜，光线在万向镜的表面的所述第一不动点211处反射；在其他实施方式中，所述万向变换结构21也可以是其他一个或多个光学器件的组合。所述原始光束在所述万向镜表面被反射，改变方向入射至所述中继结构22。由于光束入射至所述万向镜的第一不动点211(转动中心)处，因此经过所述万向镜调整的光线虽然入射至所述中继结构22的角度不同，但是均从所述万向镜的同一位置出射；所述中继结构22则通过内部设置的一个或多个透镜折射所述原始光束，使所述原始光束偏转传播方向向所述待测光波导40传播；对应所述第一不动点211，所述原始光束在所述中继系统的输出端形成所述第二不动点221，因此，光线不论以何种角度入射所述中继系统，从所述中继系统中出射时都会经过所述第二不动点221，所以，当所述待测位置411设置在所述第二不动点221处时，无论如何设置所述原始光束的出射角度，光束射向所述待测光波导40的位置不变，均位于所述待测位置411处，如此可以控制出瞳拓展测试的入射位置这一变量，对多个角度的所述原始光束产生的出瞳拓展图进行分析，由此可便捷地获得多组完整、准确的测试数据，提高测试系统的测试效率。同时，所述万向变换结构21和所述中继结构22元件体积较小，便于减小光波导测试系统的整体体积，节省占用空间。

需要说明的是，在本实施例中公开的所述万向变换结构21和所述中继结构22不会改变原始光束的准直属性，有利于获得准确的出瞳拓展图。

具体的，作为本实施例的另一种实施方式，公开了调节组件20包括大角度范围的二维振镜，所述二维振镜可以是两个一维振镜的组合；沿着光线传播路径方向前后分别设置负透镜和正透镜，所述待测位置411位于所述正透镜的焦点处。测试过程中，负透镜用于将准直光束发散，然后在经过正透镜后重新成为准直光并扩束；当二维振镜在透镜组的入瞳处二维平面扫描时，从正透镜出射的准直光线将改变入射角。

另外，在本实施例中公开的所述调节组件20也可以是二维平移台与透镜组，所述二维平移台上固定有所述光源10。这样也可以控制所述光源10的出光方向和角度。

具体的，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述探测组件50包括缩束结构51和探测器52，所述缩束结构51用于缩小信号光束的面积得到测试光束；所述探测器52用于记录测试光束。本实施例中通过探测组件50采集所述一维或二维拓展的信号光束，所述探测器52的探测面积有限，所以若所述探测组件50仅包含所述探测器52则存在无法完整采集所述信号光束的风险。因此设置缩束结构51，所述缩束结构51能在保持信号光束准直特性的同时，等比例缩小一维或二维拓展的信号光束，由此可使用探测面积较小的所述探测器52完整采集信号光束图案，形成完整度更高、更加清楚的出瞳拓展图，即获得更完整的、有效的光波导光学性能测试的数据。

具体的，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述缩束结构51为缩束透镜组或远心镜头。通过设置多个透镜可等比例缩小所述一维或二维拓展的信号光束的图像横截面积，同时保持所述信号光束的光束质量不变，从而获得单一入射角下完整的出瞳拓展图；另外，可以减小所述探测器52的需求探测面积，减小所述探测器52的需求体积，避免所述探测器52占用空间过大。

具体的，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述探测器52包括CCD芯片、CMOS芯片、面阵光电二极管(PD)、面阵雪崩二极管(APD)、面阵单光子雪崩二极管(SPAD)中的至少一种。所述探测器52用于将所述一维或二维拓展的信号光束转换成电信号，将所述探测器52电连接至控制终端即可绘制出瞳拓展图，便于生产过程中快速评估所述待测光波导40的光学性能。

如图3所示，作为本发明的另一实施例，公开了所述调节组件20包括至少一个路径变换结构23，所述路径变换结构23包括万向镜、反射镜、二向色镜、棱镜、楔形镜、分束器、合束器中的至少一种，所述路径变换结构23设置于所述光源10和所述万向变换结构21之间，用于调整所述原始光束的传播方向。在测试系统的实际制造过程中，通过增设路径变换结构23可以进一步灵活调整光源10的位置，例如图3中所示，光源10的出光方向无需朝向所述万向变换结构21，而是通过所述路径变换结构23入射万向变换结构21，便于合理排布光波导测试系统的零部件的位置，合理利用空间。

另外，从实际应用出发，也可设置两个或者两个以上的所述路径变换结构23，所述多个路径变换结构23依次反射所述原始光束，最终控制原始光束导入到所述万向变换结构21上，以便顺利进行测试。

具体的，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述调节组件20包括偏振调节件(附图中未示出)；和/或，波长选择件(附图中未示出)；和/或，扩束/缩束件(附图中未示出)。本实施例中的所述光源10选择可以为相干光或者非相干光，根据测试的实际需要，还可以在所述光源10后增设偏振调节件、波长选择件或者扩束/缩束件，对所述原始光束进行偏振转换，或者滤波(即波长选择)，或者改变光束大小等等，调节所述原始光束的性能参数，从而可以测试不同属性的所述原始光束穿过所述待测光波导40得到的不同出瞳拓展图，更全面地评估所述待测光波导40的性能。

具体的，本实施例中公开的所述偏振调节为偏振片、1/4波片、1/2波片中的至少一种；所述波长选择件为滤色片，二向色镜或者光栅。

再如图3所示，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述光波导测试系统还包括第一多维调节结构60，用于调整所述待测光波导40。第一多维调节结构60可以是由基座和多节机械臂、移动导轨等机械结构组成的二维平移结构或者三维平移结构，通过机械控制可以实现水平方向和竖直方向的位置调节，在对不同的待测光波导40进行测试时，待测光波导40的耦入区41的位置会有差异，所以存在所述待测位置411的初始位置不与第二不动点221重合的情况，因此有时需要通过第一多维调节结构60进行调整；所述光波导夹具30固定于所述第一多维调节结构60，调整所述待测光波导40的高度和水平位置，可使所述待测位置411移动到与第二不动点221重合，增加光波导测试系统的灵活性和实用性。每个光波导样品的三维空间位置仅需在测试开始前校准一次，测试过程中无需调节，可提高测试系统的测试效率。

具体的，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述第一多维调节结构60可调整相对水平面的倾斜角。通过微调第一多维调节结构60，使得待测光波导40竖直摆放，由此万向变换结构21调整的原始光束入射角度更接近实际入射角，提高测试数据的准确性。

再如图3所示，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述光波导测试系统还包括第二多维调节结构70，用于调整所述探测组件50的位置。通过所述第二多维调节结构70同步调整所述缩束结构51和所述探测器52的位置，使之对准所述待测光波导40的所述耦出区42，可完整记录所述测试光束。

作为本实施例的另一种实施方式，所述第二多维调节结构70也可设置为与所述第一多维调节结构60同步移动的方式。如此在移动所述待测光波导40时可同步带动所述探测组件50移动，减少调整时间，缩短测试周期，提高工作效率。

另外，如同所述第一多维调节结构60，本实施例中公开的所述第二多维调节结构70也可以为基座和多节机械臂、移动导轨等机械结构组成的二维调节结构或者三维调节结构。

需要说明的是，图3中入射所述待测光波导40的原始光束和从所述待测光波导40出射的信号光束位于所述待测光波导40的异侧，但本发明并不限制信号光束的出射方向，即原始光束和信号光束可以位于所述待测光波导40的同侧。

具体的，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述光波导测试系统还包括控制终端(附图中未示出)，所述控制终端与所述调节组件20电连接，并且所述控制终端与所述探测组件50电连接，所述控制终端用于自动化控制所述调节组件20和所述探测组件50。测试过程中，所述控制终端控制所述万向变换结构21转动一个角度，接着控制所述探测器52曝光一次并记录图像，之后由所述控制终端控制所述万向变换结构21再转动一个角度，进行下次一测试，于是测试过程中可以准确、快速地调整所述原始光束的入射角度，进行多次测试过程，相对于人工调节省时省力。

在本实施例中，还需要说明的是通过上述方式控制了射向所述万向变换结构21反射的所述原始光束的方向，从而影响所述中继结构22射出的所述原始光束的方向，在不移动所述光源10的情况下可以测试得到不同入射角度下同一待测位置411对应的出瞳拓展图，提高光波导测试系统的测试能力。

如图4所示，在本发明的另一实施例中公开了所述光波导测试系统的所述调节组件为弧形导轨80或者弧面导轨80。所述光源10设置于所述弧形导轨80上，所述弧形导轨80的圆心位置与所述待测位置411重合；所述光源10用于朝向所述弧形导轨80的圆心位置发射所述原始光束；或者，所述光源10设置于所述弧面导轨80上，所述弧面导轨80的球心位置与所述待测位置411重合；所述光源10用于朝向所述弧面导轨80的球心位置发射所述原始光束。所述光源10在所述弧形导轨80或者所述弧面导轨80上移动时，所述原始光束可以改变入射角度而保持入射位置不变，从而可方便地进行多组测试；使用弧形导轨80或者弧面导轨80时，调节组件20组成简单，可进一步简化光波导测试系统的结构，减少损耗，并且其对原始光束的传播角度控制更加直接，精度高。

综上所述，本发明公开了一种光波导测试系统，其中，包括沿光线传播路径设置的光源10、调节组件20、光波导夹具30、探测组件50，所述光波导夹具30可加载待测光波导40；所述光源10发出的原始光束经过所述调节组件20调整方向后输出至所述待测光波导40，形成一维或二维拓展的信号光束，所述探测组件50用于探测并转换所述一维或二维拓展的信号光束以形成出瞳拓展图。本实施例公开的光波导测试系统使用时将所述待测光波导40置于所述光波导夹具30中，然后开启光源10发射原始光束，在待测光波导40之前设置有调节组件20对原始光束的传播路径进行调整，使入射待测光波导40内的光束为角度合适的、符合测试条件的原始光束；入射待测光波导40内的所述原始光束在待测光波导40内经历出瞳拓展，将全反射传播的光线部分改变传播方向，形成所述一维或二维拓展的信号光束；并在所述待测光波导40之后设置所述探测组件50，可转换所述一维或二维拓展的信号光束，形成完整度高的出瞳拓展图，提高光波导光学性能数据的完整度和准确度。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

需要说明的是，本发明以光波导的测试系统为例对本发明的具体结构及工作原理进行介绍，但本发明的应用并不以光波导的测试系统为限，也可以应用到其它类似工件的检测中。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种光波导测试系统，其特征在于，包括沿光线传播路径设置的光源、调节组件、光波导夹具、探测组件，其中，所述光波导夹具可加载待测光波导；所述调节组件用于改变光束的传播方向，以使从所述光源发出的原始光束经过所述调节组件调整方向后输出至所述待测光波导，形成一维或二维拓展的信号光束；所述探测组件用于探测并转换所述一维或二维拓展的信号光束以形成出瞳拓展图；

其中，所述调节组件包括万向变换结构和中继结构，所述万向变换结构用于控制所述原始光束的传播方向；所述中继结构用于偏转所述原始光束，一端接收从所述万向变换结构反射的所述原始光束，另一端出射偏转后的所述原始光束至所述待测光波导。

2.根据权利要求1所述的光波导测试系统，其特征在于，所述探测组件包括缩束结构和探测器，所述缩束结构用于缩小信号光束的图像面积；所述探测器用于将模拟图像转换为数字图像。

3.根据权利要求2所述的光波导测试系统，其特征在于，所述缩束结构为缩束透镜组或者远心镜头中的至少一种；和/或，所述探测器为CCD芯片、CMOS芯片、面阵光电二极管、面阵雪崩二极管、面阵单光子雪崩二极管中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的光波导测试系统，其特征在于，所述待测光波导包括耦入区和耦出区，所述耦入区内设有待测位置；所述耦入区用于耦入所述原始光束至所述待测光波导内；所述耦出区用于耦出所述待测光波导内的光束形成所述一维或二维拓展的信号光束。

5.根据权利要求4所述的光波导测试系统，其特征在于，所述原始光束入射所述万向变换结构的位置为第一不动点，所述万向变换结构用于控制从所述第一不动点反射的所述原始光束的传播方向；所述中继结构的输出端存在与所述第一不动点对应的第二不动点，所述原始光束经过所述中继结构偏转后的路径经过所述第二不动点；所述待测位置与所述第二不动点的位置重合。

6.根据权利要求4所述的光波导测试系统，其特征在于，所述调节组件为弧形导轨，所述光源设置于所述弧形导轨上，所述弧形导轨的圆心位置与所述待测位置重合；所述光源用于朝向所述弧形导轨的圆心位置发射所述原始光束；

或者，所述调节组件为弧面导轨，所述光源设置于所述弧面导轨上，所述弧面导轨的球心位置与所述待测位置重合；所述光源用于朝向所述弧面导轨的球心位置发射所述原始光束。

7.根据权利要求1所述的光波导测试系统，其特征在于，所述调节组件还包括至少一个路径变换结构，用于调整所述原始光束的传播方向。

8.根据权利要求7所述的光波导测试系统，其特征在于，所述路径变换结构包括万向镜、反射镜、二向色镜、棱镜、楔形镜、分束器、合束器中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的光波导测试系统，其特征在于，所述调节组件包括偏振调节件；和/或，波长选择件；和/或，扩束/缩束件。

10.根据权利要求1所述的光波导测试系统，其特征在于，所述光波导测试系统还包括第一多维调节结构，用于调整所述待测光波导；

和/或，所述光波导测试系统还包括第二多维调节结构，用于调整所述探测组件。

11.根据权利要求1所述的光波导测试系统，其特征在于，所述光源为准直光源例如激光器和平行光管中的任意一种；所述光源为窄带光源或者宽谱光源。

12.根据权利要求1所述的光波导测试系统，其特征在于，所述调节组件包括二维振镜或二维平移台。

13.根据权利要求1所述的光波导测试系统，其特征在于，所述光波导测试系统还包括控制终端，所述控制终端与所述调节组件电连接，并且所述控制终端与所述探测组件电连接，所述控制终端用于自动化控制所述调节组件和所述探测组件。