CN201589600U - 光纤连接器端面检测仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种光纤连接器端面检测仪。它由光路系统、数据采集器和计算机组成，光路系统由激光器LD、分束镜BS1、分束镜BS2、分束镜BS3、反射镜M2反射镜M3、聚焦透镜L1、聚焦透镜L2、聚焦透镜L3压电陶瓷微振镜PZTM所构成，数据采集系统为光电转换器CCD1、光电转换器CCD2即电荷耦合器件。它是一个基于数字全息显微术的非接触式光纤连接器端面检测系统，其中LD光源保证了足够的对比度，连续稳定，获得的结果清晰，可对光纤连接器端面同心度，纤芯和包层的椭圆度等参数的检测，同时可以检测出端面的三维形貌。且系统体积小，自动化程度高，用户界面友好，使用方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及光纤端面的数字全息检测技术，具体是一种光纤连接器端面检测仪。
技术背景
光纤连接器端面的几何参数，如纤芯中心坐标、球面顶点偏移、表面凹凸不平、纤芯的高度、端面倾斜角等，是影响光纤连接器性能的主要因素。因此在实际连接器的生产过程中对光纤连接器端面的精度要求很高，需要实时检测光纤连接器端面的情况，以确保各种缺陷误差在允许的范围内。如果光纤连接器端面存在缺陷，则必须进行缺陷的成因进行分析。对为了准确判定光纤连接器端面缺陷的位置与原因，最直接的方法是通过端面的三维再现，由端面的三维形貌判定缺陷成因是行之有效的直观的方法之一。
传统的测量光纤连接器端面的方法是显微成像法，但这种方法测量精度不高。干涉法测量能够比显微成像法提高测量精度，牛顿环干涉法检测是通常采用的方法，牛顿环干涉法检测系统结构简单，使用方便，但它是一种接触性测量，容易造成结构元件的损伤，以及被测件表面的损伤和污染。由于成品的光纤连接器光纤端面是采用FC/PC(或SC/PC、ST/PC)封装，这也给光纤端面直接测量带来困难。因此，对光纤连接器光纤端面参数的更好的检测技术手段要求采用非接触法测量。
数字全息术具有非破坏性、非侵入性、非接触性和全场性等优点，广泛应用于形变测量、形貌分析、显微成像、信息加密等技术领域。利用CCD记录全息图，通过计算机数值重建全息像，可以得到物体的振幅和相位信息，并实现三维物场重构，将数字图像处理技术引入数字全息图的处理过程，可以消除像差、噪声等的影响，改善全息再现像的质量。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种非接触性和全场性的光纤连接器端面检测仪。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：以数字全息术为基础的光路设计和CCD数据采集和计算机的数字全息再现。包括：光路系统、数据采集器和计算机三大部分。光路系统有参考光和物光两条光路组成，物光光路又分两路，其中一路经放大与参考光形成干涉，得到全息图，由CCD采集，另一路经放大直接由另一CCD采集，供全息再现使用，数据采集为CCD的数据采集器。将光信号转换为数字式的电信号，供计算机做数据处理，计算机则把采集的信号包括数字物光图和数字全息图进行去干扰处理，用二步移相法重构出全息图，并在全息图上标示出待测参量的数值。
光路系统由激光器LD、分束镜BS1、分束镜BS2、分束镜BS3、反射镜M2反射镜M3、聚焦透镜L1、聚焦透镜L2、聚焦透镜L3、压电陶瓷微振镜PZTM所构成，数据采集系统为光电转换器CCD1、光电转换器CCD2，即电荷耦合器件，激光器LD发出光束，激光束经分束镜BS1产生两束激光束，其中激光束1经分束镜BS2反射照射光纤端头，光纤端头散射光再经分束镜BS2分成两束，一束反射后被透镜组L2放大成像，由CCD1接收，形成参考光信号，通过USB接口送入计算机，另一束经透镜组L2成像于分束镜BS3的p1表面；激光束2经压电陶瓷微振镜M1反射，经L3扩束；扩束的聚焦点处于分束镜BS3的p2表面；经过BS3的透射光物光和反射参考光在BS3左侧干涉，形成同轴无透镜傅里叶变换全息图，由光电转换器CCD2记录，通过USB接口送入计算机。
本实用新型的光纤连接器端面检测仪，是一个基于数字全息显微术的非接触式光纤连接器端面检测系统，则光源、显微透镜、CCD和PC机等组成的硬件系统采集图像并传入计算机其中LD光源保证了足够的对比度，连续稳定；且检测精度高，系统体积小，自动化程度高，用户界面友好，使用方便，可测量物理接触、角度式物理接触等类型的光纤接连器端面几何参量。
附图说明
图1是本实用新型的外型示意图。
图2是实用新型的结构示意图。
图3是二步相移数字全息图像重构流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的外型示意图。光纤连接器的光线入射口①为被测光纤连接器端面与本实用新型装置的光学接口；光纤连接器的固定架②用于固定被测光纤连接器；USB接口③是本装置与计算机的数据传送接口。图2中激光光源的光信号经分光，其中光路1为参考光光路，光路2为物光光路。参考光经聚焦、反射，进入CCD1，通过USB接口③送入计算机。物光经过反射、聚焦，通过光纤连接器的光线入射口①入射到光纤连接器固定架②的被测光纤连接器端面，经过反射，回到图2的光纤端面检测装置，进行光信号放大、干涉，由CCD2采集后，通过USB接口③送入计算机。
图2为本实用新型装置的结构示意图，装置由激光光源、参考光光路、物光光路、CCD、电源等五部分组成。激光光源采用LD激光器，激光束经分束镜BS1产生两束激光束，其中激光束1经分束镜BS2反射照射光纤端头，光纤端头散射光再经分束镜BS2分成两束，一束反射后被透镜组L2放大成像，由CCD1接收，形成参考光信号，通过USB接口送入计算机。另一束经透镜组L2成像于分束棱镜BS3的p1表面；激光束2经压电陶瓷微振镜M1反射，经L3扩束；扩束的聚焦点处于分束镜BS3的p2表面；经过BS3的透射光物光和反射参考光在棱镜BS3左侧干涉，形成同轴无透镜傅里叶变换全息图，由CCD2记录，通过USB接口送入计算机。
计算机采集到信号后，用软件对全息图进行去噪，再根据图3的二步相移法重构出三维全息图。经过标定，确定图形中的数值。
上述中，LD Laser为激光光源(LD激光器)，BS1为分束镜，M2为反射镜，BS4为分束镜，CCD1为电荷耦合器件(光电转换器件)，L2为聚焦透镜，PZTM为压电陶瓷，M3为反射镜，L3为聚焦透镜，BS3为分束镜，L1为聚焦透镜。
本新型实用测量结果以二维、三维再现光纤端面的几何形体，光纤连接器中纤心的位置，包括纤心、球面顶点的偏移以二维图像给出；光纤表面划痕表面凹凸不平、球面顶点貌型以三维图形给出。
Claims (1)
1.一种光纤连接器端面检测仪，包括光路系统、数据采集系统、计算机三大部分，其特征在于：光路系统有参考光和物光两条光路组成，物光光路又分两路，其中一路经放大与参考光形成干涉，得到全息图，由数据采集器CCD采集，另一路经放大直接由另一数据采集器CCD采集供全息再现使用。
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