采用激光尺來(lái)提升光纖連接器的測(cè)量精度

背景

Yagishita Giken的YGN－590－MT多芯光纖連接器檢測(cè)機(jī)可根據(jù)待測(cè)光纖連接器的類型設(shè)置預(yù)先確定的參考值，然后進(jìn)行高精度的尺寸測(cè)量。

該機(jī)器的高分辨率攝像機(jī)和光學(xué)系統(tǒng)拍攝的圖像的再現(xiàn)性依賴一種獨(dú)特的圖像處理算法，而內(nèi)置的激光干涉測(cè)量方案用于確保機(jī)器行程的準(zhǔn)確性。機(jī)器的XYZ自動(dòng)樣品臺(tái)和光照強(qiáng)度均通過(guò)電腦進(jìn)行控制。

Yagishita Giken機(jī)器檢測(cè)的光學(xué)通信組件的類型通常包括MT插芯、MTF光纖模組和MPO。為了最大限度降低連接損耗并保持信號(hào)完整性，這些組件的制造過(guò)程均遵循著極嚴(yán)格的公差。

YGN－590－MT已獲得日本國(guó)內(nèi)外光學(xué)通信組件制造商的一致認(rèn)可，是世界上為數(shù)不多的幾種能夠以高精度測(cè)量波導(dǎo)間距偏差和形狀的系統(tǒng)之一，其特殊的光學(xué)系統(tǒng)也有助于提升放大倍率。

挑戰(zhàn)

YGN－590－MT由一個(gè)主機(jī)單元和一個(gè)控制單元組成。主機(jī)單元包含一個(gè)支架、測(cè)量單元、XYZ自動(dòng)樣品臺(tái)／工件承載單元和一個(gè)光學(xué)觀察單元?？刂茊卧呻娔X主機(jī)、機(jī)架、驅(qū)動(dòng)器盒和激光尺組成。

支架上裝有測(cè)量單元，同時(shí)具備減震和連續(xù)供氣自動(dòng)調(diào)平功能以保持穩(wěn)定性。測(cè)量單元帶有一塊花崗巖底板，用于最大限度增加剛性、減少振動(dòng)，從而確保測(cè)量穩(wěn)定性。

底板上安裝有XYZ自動(dòng)樣品臺(tái)、0．01 μm分辨率激光尺、顯微鏡和光線傳輸單元。測(cè)量單元的外罩可防止自動(dòng)操作期間光線從上方滲透進(jìn)入機(jī)器內(nèi)部。XYZ自動(dòng)樣品臺(tái)的每根軸的行程距離分別為X軸100 mm、Y軸和Z軸4 mm。

機(jī)器的電機(jī)上裝備有編碼器，有助于降低理論驅(qū)動(dòng)值與實(shí)際移動(dòng)量之間的誤差。每個(gè)樣品臺(tái)都采用獨(dú)立的結(jié)構(gòu)，排列順序?yàn)閆YX。激光尺使用的兩組光學(xué)鏡安裝在X軸的最頂部，用于檢測(cè)水平行程距離、垂直位移和Z軸移動(dòng)。

然而，機(jī)器現(xiàn)有的激光干涉測(cè)量裝置的測(cè)量精度有限，難以滿足未來(lái)新一代光學(xué)通信組件提出的更高的校直精度要求。

解決方案

傳統(tǒng)的激光干涉測(cè)量方案需要用到激光頭、干涉鏡、反射鏡和探測(cè)器等，這些組件都是彼此獨(dú)立的。激光光束通過(guò)由分光鏡和光束轉(zhuǎn)向鏡組成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)在這些組件之間傳輸，因此整個(gè)系統(tǒng)龐大且復(fù)雜，安裝、準(zhǔn)直和維護(hù)的過(guò)程困難且耗時(shí)。

使用創(chuàng)新的雷尼紹RLE10激光尺，這類系統(tǒng)缺點(diǎn)便可迎刃而解。該激光尺的先進(jìn)技術(shù)可最大限度減少多種來(lái)源的誤差，從而實(shí)現(xiàn)更高的測(cè)量精度。

RLE10使用光纖將激光光束直接傳輸?shù)竭h(yuǎn)距離的發(fā)射裝置，該裝置也具有所有必需的干涉鏡組和干涉條紋探測(cè)器。這一方法可最大限度減少系統(tǒng)復(fù)雜性和集成時(shí)間。

由于激光干涉測(cè)量所使用的波長(zhǎng)決定了可以實(shí)現(xiàn)的測(cè)量分辨率，因此憑借633 nm的工作波長(zhǎng)，RLE10可輕松實(shí)現(xiàn)固有的高分辨率，且電子細(xì)分誤差或插值誤差可降至最低。

結(jié)果

集成雷尼紹RLE10激光尺后，機(jī)器校直精度、安裝便利性和系統(tǒng)穩(wěn)定性均得到提升。YGN－590－MT多芯光纖連接器檢測(cè)機(jī)的定位精度因此顯著提高，分辨率從0．1 μm提升至0．01 μm。

審核編輯 黃昊宇

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