CN220819388U - 用于折射率相近的光纤结构的几何参数测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光纤结构的几何参数测试技术领域，提供一种用于折射率相近的光纤结构的几何参数测试装置，包括光源、特定光纤、图像采集系统和数据处理系统；特定光纤的一端指向光源，另一端和待测光纤连接；待测光纤包括第一纤芯结构、待测外纤芯层和第一包层，第一纤芯结构包括待测内纤芯层；特定光纤包括由第二纤芯结构和第二包层，第二纤芯结构包括特定纤芯层，任意相邻的两层特定纤芯层的透光率均不同，任意待测内纤芯层均存在特定纤芯层与其对应，任意待测内纤芯层均与其对应的特定纤芯层对齐；数据处理系统与图像采集系统连接。本实用新型通过将特定光纤与待测光纤进行连接，解决了现有技术中无法对折射率相近的光纤结构进行区分的问题。

Description

用于折射率相近的光纤结构的几何参数测试装置

技术领域

本实用新型涉及光纤结构的几何参数测试技术领域，尤其涉及一种用于折射率相近的光纤结构的几何参数测试装置。

背景技术

随着光纤应用范围的迅速拓展及信息流量的爆炸式增长，不断涌现出用于不同领域的、具有不同功能特性的特种光纤。由于需求的性能不同而进行的几何结构设计各不相同，因此对光纤几何参数的测试提出了更高的要求。目前常规的测试方法是采用近场法进行测量，通过将待测光纤的一端指向光源，待测光纤由内至外分为多层结构，每一层结构的主要组成元素或组成元素的含量不同，这就导致每一层的折射率和透光率均不相同，光在穿过不同层结构后，会形成强度不一致的光，然后根据光的强度的不同，从而区分待测光纤的不同透射率的层结构，但上述方法一般针对折射率相差较大的光纤结构(即透光率相差较大的光纤结构)可有效的进行区分，进而获取其几何参数；但对于在结构上折射率设计接近的光纤，常规的光路结构无法对其进行有效的区分。

实用新型内容

本实用新型提供一种用于折射率相近的光纤结构的几何参数测试装置，用以解决现有技术中无法对折射率相近的光纤结构进行区分的问题。

本实用新型提供一种用于折射率相近的光纤结构的几何参数测试装置，包括：光源、特定光纤、图像采集系统和数据处理系统；

所述特定光纤的一端指向所述光源，所述特定光纤的另一端用于与待测光纤的第一端连接，所述待测光纤的第二端指向所述图像采集系统，所述图像采集系统用于采集所述待测光纤的第二端的图像数据；

所述待测光纤包括由内至外依次设置的第一纤芯结构、待测外纤芯层和第一包层，所述第一纤芯结构包括至少一层待测内纤芯层；

所述特定光纤包括由内至外依次设置的第二纤芯结构和第二包层，所述第二纤芯结构包括至少一层特定纤芯层，在所述特定纤芯层的数量为多层的情况下，任意相邻的两层所述特定纤芯层的透光率均不同，任意所述待测内纤芯层均存在一层所述特定纤芯层与其对应，在所述特定光纤与所述待测光纤的第一端连接的情况下，任意所述待测内纤芯层均恰好与其对应的所述特定纤芯层对齐；

所述数据处理系统与所述图像采集系统连接。

根据本实用新型提供的用于折射率相近的光纤结构的几何参数测试装置，所述第一包层的外径与所述第二包层的外径相等，且当所述特定光纤与所述待测光纤的第一端连接的情况下，所述第一包层与所述第二包层同轴连接。

根据本实用新型提供的用于折射率相近的光纤结构的几何参数测试装置，所述待测内纤芯层呈圆形、多边形或环形。

根据本实用新型提供的用于折射率相近的光纤结构的几何参数测试装置，所述第一包层上设有第一标记，所述第二包层上设有第二标记，在所述特定光纤与所述待测光纤的第一端连接的情况下，所述第一标记与所述第二标记对齐。

根据本实用新型提供的用于折射率相近的光纤结构的几何参数测试装置，所述特定纤芯层的层数等于所述待测内纤芯层的层数。

根据本实用新型提供的用于折射率相近的光纤结构的几何参数测试装置，所述特定光纤与所述待测光纤同轴设置。

根据本实用新型提供的用于折射率相近的光纤结构的几何参数测试装置，所述待测光纤的第二端的端面垂直于所述待测光纤的中轴线，且所述待测光纤的第二端的端面正对所述图像采集系统。

根据本实用新型提供的用于折射率相近的光纤结构的几何参数测试装置，所述光源包括但不限于可见光波段的LED光源。

根据本实用新型提供的用于折射率相近的光纤结构的几何参数测试装置，还包括图像放大器，所述图像放大器设于所述待测光纤的第二端与所述图像采集系统之间，所述图像放大器用于放大所述待测光纤的第二端的端面的图像。

本实用新型的用于折射率相近的光纤结构的几何参数测试装置，通过将特定光纤与待测光纤进行连接，光源发出的光在穿过特定光纤后会形成多束光，且任意相邻的两束光之间的强度均不相同，然后使强度不同的多束光穿过待测光纤，强度不同的多束光在穿过待测光纤中透光率相近的结构并由待测光纤的第二端穿出后，穿出的多束光中任意相邻的两束光的强度依然不同，图像采集数据能够采集待测光纤的第二端的图像数据，数据处理系统能够根据图像数据所反映的待测光纤的第二端的各区域的光强度不同进而区分待测光纤的每一层的结构，进而得出几何参数，有效解决了现有技术中无法对折射率相近的光纤结构进行区分的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例提供的用于折射率相近的光纤结构的几何参数测试装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的待测光纤的端面结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的特定光纤的端面结构示意图。

附图标记：

1、光源；

2、特定光纤；21、第二纤芯结构；22、第二包层；

3、图像采集系统；4、数据处理系统；5、图像放大器；

200、待测光纤；201、第一纤芯结构；202、待测外纤芯层；203、第一包层。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型实施例和简化描述，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，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

下面结合图1至图3描述本实用新型的用于折射率相近的光纤结构的几何参数测试装置。

如图1至图3所示，本实用新型提供一种用于折射率相近的光纤结构的几何参数测试装置，包括：光源1、特定光纤2、图像采集系统3和数据处理系统4；特定光纤2的一端指向光源1，特定光纤2的另一端用于与待测光纤200的第一端连接，待测光纤200的第二端指向图像采集系统3，图像采集系统3用于采集待测光纤200的第二端的图像数据；待测光纤200包括由内至外依次设置的第一纤芯结构201、待测外纤芯层202、第一包层203和第一涂覆层(未示出)，第一纤芯结构201包括至少一层待测内纤芯层；特定光纤2包括由内至外依次设置的第二纤芯结构21、第二包层22和第二涂覆层(未示出)，第二纤芯结构21包括至少一层特定纤芯层，在特定纤芯层的数量为多层的情况下，任意相邻的两层特定纤芯层的透光率均不同，任意待测内纤芯层均存在一层特定纤芯层与其对应，在特定光纤2与待测光纤200的第一端连接的情况下，任意待测内纤芯层均恰好与其对应的特定纤芯层对齐；数据处理系统4与图像采集系统3连接。

具体地，第一纤芯结构201和待测外纤芯层202的透光率均与第一包层203的透光率相差较大，因此，现有技术中，彼此相邻的待测外纤芯层202与第一包层203之间易于区分，然而，第一纤芯结构201的至少一层待测内纤芯层和待测外纤芯层202的材质组成较为接近，导致了第一纤芯结构201的至少一层待测内纤芯层和待测外纤芯层202之间的折射率和透光率均相近。

为区分每一层的待测内纤芯层和待测外纤芯层202，本实施例中，特定光纤2的一端指向光源1，另一端与待测光纤200连接，使得光源1发出的光依次穿过特定光纤2和待测光纤200，光源1具体可为激光器、LED等。

由于第二纤芯结构21与第二包层22的材质存在较大差异，因此第二纤芯结构21与第二包层22的透光率也存在较大差异，又因为在第二纤芯结构21的特定纤芯层的数量为多层的情况下，任意相邻的两层特定纤芯层的透光率均不同，因此，光在穿过特定光纤2后，会形成多束光，且任意相邻的两束光的强度均不相同，强度不同的多束光中会分别穿过第一纤芯结构201、待测外纤芯层202和第一包层203，由于第一纤芯结构201和待测外纤芯层202的透光率接近，因此，强度不同的多束光在分别穿过第一纤芯结构201和待测外纤芯层202后，到达待测纤芯的第二端的多束光的强度依然不同，根据光强度的不同即可区分出第一纤芯结构201和待测外纤芯层202；同理，当第一纤芯结构201存在多层待测内纤芯层，且多层待测内纤芯层的透光率均较为相近时，可选取多层结构的特定光纤，使得强度不同的多束光在分别穿过多层待测内纤芯层后，最终的到达待测纤芯的第二端的多束光的强度依然不同，从而能够根据光强度的不同从而区分不同的待测内纤芯层。

图像采集系统3用于采集待测光纤200的图像数据，数据处理系统4用于获取图像采集系统3所采集的图像数据，并得出待测光纤200的几何参数，例如通过“灰度法”对图像数据中待测光纤200每一层的结构的边界的测量数据进行处理。具体地，将待测光纤200每一层的结构的边界的测量数据拟合成平滑的、与数学上最为接近的形状来最佳的估计实际的边界，如常规的圆形结构可先拟合成一个椭圆，然后进一步拟合成一个圆，以便计算实际形状同理想圆形的偏差。其中图像采集系统3可为工业相机，数据处理系统4可为计算机。

本实用新型的用于折射率相近的光纤结构的几何参数测试装置，通过将特定光纤2与待测光纤200进行连接，光源1发出的光在穿过特定光纤2后会形成多束光，且任意相邻的两束光之间的强度均不相同，然后使强度不同的多束光穿过待测光纤200，强度不同的多束光在穿过待测光纤200中透光率相近的结构并由待测光纤200的第二端穿出后，穿出的多束光中任意相邻的两束光的强度依然不同，图像采集数据能够采集待测光纤200的第二端的图像数据，数据处理系统4能够根据图像数据所反映的待测光纤200的第二端的各区域的光强度不同进而区分待测光纤200的每一层的结构，进而得出几何参数，有效解决了现有技术中无法对折射率相近的光纤结构进行区分的问题。

如图1至图3所示，在一些实施例中，第一包层203的外径与第二包层22的外径相等，且当特定光纤2与待测光纤200的第一端连接的情况下，第一包层203与第二包层22同轴连接。

具体地，待测光纤200和特定光纤2通过熔接的方式进行连接，第一包层203的外径与第二包层22的外径相等，使得待测光纤200和特定光纤2在进行连接时更加容易对齐，确保第一包层203与第二包层22同轴连接，同时确保待测内纤芯层均恰好与其对应的特定纤芯层对齐，提高几何参数的测试精度。

如图1至图3所示，在一些实施例中，待测内纤芯层呈圆形、多边形或环形。

具体地，当待测内纤芯层的层数为一层时，待测内纤芯层呈圆形或多边形；当待测内纤芯层的层数为多层时，处于最内层的待测内纤芯层呈圆形或多边形，其余待测内纤芯层呈环形(圆环形或多边环形)。其中，当待测内纤芯层呈圆形或圆环形时，与待测内纤芯层相对应的特定纤芯层也呈圆形或圆环形；通过设置特定纤芯层呈圆形或圆环形，能够使待测内纤芯层与特定纤芯层之间更加容易对齐。

在另一些实施例中，第一包层203上设有第一标记，第二包层22上设有第二标记，在特定光纤2与待测光纤200的第一端连接的情况下，第一标记与第二标记对齐。

具体地，当存在至少一层待测内纤芯层不为圆形或圆环形时，与其对应的特定纤芯层也不为圆形或圆环形，待测内纤芯层与特定纤芯层之间存在对齐困难的问题，可通过在显微镜下观察待测光纤200和特定光纤2的端面，然后在第一包层203上设置第一标记，在第二包层22上设置第二标记，使得在进行待测光纤200与特定光纤2的连接时，只需将第一标记与第二标记对齐，即可满足待测内纤芯层与特定纤芯层对齐，降低对齐难度。

如图1至图3所示，在一些实施例中，特定纤芯层的层数等于待测内纤芯层的层数。

具体地，第一纤芯结构201包括一层待测内纤芯层，第二纤芯结构21包括一层特定纤芯层，穿过特定纤芯层的光继续穿过待测内纤芯层，而穿过第二包层22的光分别穿过待测外纤芯层202和第一包层203，由于特定纤芯层与第二包层22的透光率不同，待测外纤芯层202和第一包层203的透光率也不同，因此待测光纤200的第二端的待测内纤芯层、待测外纤芯层202和第一包层203处的光强度均不同，易于区分。

在一些实施例中，待测外纤芯层202的外边缘所围成的形状为八边形或圆形。

如图1所示，在一些实施例中，特定光纤2与待测光纤200均沿直线设置，且特定光纤2与待测光纤200同轴设置。

具体地，当特定光纤2和/或待测光纤200发生弯折时，特定光纤2和/或待测光纤200的端面可能由于受到挤压而变形，或者出现待测光纤200的第二端的端面未朝向图像采集系统3的情况，导致图像数据的采集不准确，进而使得最终得到的几何参数误差较大。可通过设置导向件，在导向件上设置直线型导向槽，将特定光纤2和待测光纤200均卡设于直线型导向槽内，从而确保特定光纤2与待测光纤200沿同一直线设置。

在一些实施例中，待测光纤200的第二端的端面垂直于待测光纤200的中轴线，且待测光纤200的第二端的端面正对图像采集系统3。

具体地，在对光纤进行几何参数测试时，通常是在光纤上截取一段作为待测光纤200，如果待测光纤200的第二端的端面与待测光纤200的中轴线不垂直，则当待测光纤200的第二端指向图像采集系统3时，待测光纤200的第二端的端面实际并未正对图像采集系统3，通过设置测光纤的第二端的端面垂直于待测光纤200的中轴线，且待测光纤200的第二端的端面正对图像采集系统3，能够使得图像采集系统3所获取的图像数据更加准确。待测光纤200的第二端的端面与其中轴线之间的夹角范围为90°±1°；另可通过光纤切割刀截取待测光纤200，并通过光纤熔接机查看切割角度。

在一些实施例中，光源1为可见光光源，例如光线波长为620nm的LED光源，通过设置光源1为LED可见光光源，使得工作人员能够凭借肉眼观测到由待测光纤200的第二端穿出的光，便于判断特定光纤2与待测光纤200之间的光路是否导通；同时，在测试之前还可根据光斑的位置判断待测光纤200的第二端的朝向。

在一些实施例中，光源1为非可见光光源，例如光线波长为850nm的非可见光光源。如图1所示，在一些实施例中，用于折射率相近的光纤结构的几何参数测试装置还包括图像放大器5，图像放大器5设于待测光纤200的第二端与图像采集系统3之间，图像放大器5用于放大待测光纤200的第二端的端面的图像，使图像采集系统3能够获取到更加清晰的图像数据，数据处理系统4根据放大后的图像数据得出几何参数，能够减小几何参数的误差，图像放大器5具体可为透镜。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种用于折射率相近的光纤结构的几何参数测试装置，其特征在于，包括：光源、特定光纤、图像采集系统和数据处理系统；

所述特定光纤的一端指向所述光源，另一端用于与待测光纤的第一端连接，所述待测光纤的第二端指向所述图像采集系统，所述图像采集系统用于采集所述待测光纤的第二端的图像数据；

所述待测光纤包括由内至外依次设置的第一纤芯结构、待测外纤芯层和第一包层，所述第一纤芯结构包括至少一层待测内纤芯层；

所述特定光纤包括由内至外依次设置的第二纤芯结构和第二包层，所述第二纤芯结构包括至少一层特定纤芯层，在所述特定纤芯层的数量为多层的情况下，任意相邻的两层所述特定纤芯层的透光率均不同，任意所述待测内纤芯层均存在一层所述特定纤芯层与其对应，在所述特定光纤与所述待测光纤的第一端连接的情况下，任意所述待测内纤芯层均恰好与其对应的所述特定纤芯层对齐；

所述数据处理系统与所述图像采集系统连接。

2.根据权利要求1所述的用于折射率相近的光纤结构的几何参数测试装置，其特征在于，所述第一包层的外径与所述第二包层的外径相等，且当所述特定光纤与所述待测光纤的第一端连接的情况下，所述第一包层与所述第二包层同轴连接。

3.根据权利要求1所述的用于折射率相近的光纤结构的几何参数测试装置，其特征在于，所述待测内纤芯层呈圆形、多边形或环形。

4.根据权利要求1所述的用于折射率相近的光纤结构的几何参数测试装置，其特征在于，所述第一包层上设有第一标记，所述第二包层上设有第二标记，在所述特定光纤与所述待测光纤的第一端连接的情况下，所述第一标记与所述第二标记对齐。

5.根据权利要求1所述的用于折射率相近的光纤结构的几何参数测试装置，其特征在于，所述特定纤芯层的层数等于所述待测内纤芯层的层数。

6.根据权利要求1所述的用于折射率相近的光纤结构的几何参数测试装置，其特征在于，所述特定光纤与所述待测光纤同轴设置。

7.根据权利要求6所述的用于折射率相近的光纤结构的几何参数测试装置，其特征在于，所述待测光纤的第二端的端面垂直于所述待测光纤的中轴线，且所述待测光纤的第二端的端面正对所述图像采集系统。

8.根据权利要求1所述的用于折射率相近的光纤结构的几何参数测试装置，其特征在于，所述光源包括但不限于可见光波段的LED光源。

9.根据权利要求1-8任一项所述的用于折射率相近的光纤结构的几何参数测试装置，其特征在于，还包括图像放大器，所述图像放大器设于所述待测光纤的第二端与所述图像采集系统之间，所述图像放大器用于放大所述待测光纤的第二端的端面的图像。