光纖連接器端面3D檢測(cè)干涉系統(tǒng)的工作原理

光纖連接器是光纖與光纖之間進(jìn)行可拆卸（活動(dòng)）連接的器件，它把光纖的兩個(gè)端面精密對(duì)接起來，以使發(fā)射光纖輸出的光能量能最大限度地耦合到接收光纖中去，并使由于其介入光鏈路而對(duì)系統(tǒng)造成的影響減到最小。光纖連接器作為光通訊無源器件中使用最廣泛的產(chǎn)品，其質(zhì)量直接影響到了光纖通訊的傳輸效率和性能。為使其插入和回波損耗以及互換性都能達(dá)到最好的狀態(tài)，市面上有很多檢測(cè)設(shè)備來保證光纖連接器的質(zhì)量。

傳統(tǒng)的端面檢測(cè)儀可以快速檢測(cè)端面是否有污染物、劃痕、缺陷等不合格的因素，但是對(duì)于某些場(chǎng)合要用的光纖連接器端面，僅靠這些因素的判斷是無法來確定其是否合格和符合要求的。因此可以檢測(cè)光纖端面3D參數(shù)的技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

3D檢測(cè)系統(tǒng)及其原理

目前光纖端面的三維參數(shù)檢測(cè)，常用的方式是光學(xué)干涉來進(jìn)行測(cè)量。光學(xué)干涉就是根據(jù)相干光在空間相遇時(shí)，在某些區(qū)域始終增強(qiáng)，在某些區(qū)域始終減弱，形成穩(wěn)定的強(qiáng)弱分布。實(shí)際測(cè)量所用到的3D干涉儀系統(tǒng)就是根據(jù)這個(gè)原理設(shè)計(jì)的，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1、光纖連接器端面檢測(cè)干涉系統(tǒng)

3D干涉儀系統(tǒng)主要工作原理是由光源射出的光線經(jīng)半透鏡反射到干涉物鏡，光線聚焦于被檢測(cè)光線連接器的端面，經(jīng)端面反射后與干涉物鏡的反射面反射光線一同透過半透鏡，成像于CCD攝像頭。這時(shí)在CCD攝像頭上可以觀察到干涉條紋。CCD攝像頭測(cè)得的圖像經(jīng)圖像卡傳送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行解析處理。就可以得到需要的測(cè)量結(jié)果。由計(jì)算機(jī)經(jīng)過控制卡及控制回路控制的PZT壓電納米定位臺(tái)/移相器用于移動(dòng)干涉物鏡以產(chǎn)生位相移動(dòng)。

對(duì)于光纖端面形狀的測(cè)量，一般采用的方式是解析精度較高的位相移法。位相移法的原理是，通過控制PZT壓電納米定位臺(tái)/移相器移動(dòng)干涉物鏡產(chǎn)生位相移動(dòng)，每移動(dòng)一步后由CCD攝像頭讀取干涉條紋，根據(jù)干涉條紋的分布計(jì)算出端面形狀。

圖2、光纖端面3D形貌

從上述原理中可了解到，PZT壓電納米定位臺(tái)/移相器的步進(jìn)精度決定著3D干涉儀系統(tǒng)的檢測(cè)精度。

芯明天生產(chǎn)制造的PZT壓電納米定位臺(tái)、壓電促動(dòng)器、壓電移相器產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于干涉系統(tǒng)，在相移調(diào)節(jié)過程中可以提供納米級(jí)的步進(jìn)分辨率和精度，使得干涉儀系統(tǒng)測(cè)試性能更加穩(wěn)定、精確。

芯明天壓電促動(dòng)器/納米定位臺(tái)/移相器

壓電陶瓷促動(dòng)器 - 小體積型移相器

芯明天壓電陶瓷促動(dòng)器具有體積小、納米級(jí)高精度、毫秒級(jí)響應(yīng)速度等特點(diǎn)，它的外徑可小至9mm。搭配芯明天E53系列小體積壓電控制器，更適于受限空間的干涉系統(tǒng)。

壓電納米定位臺(tái) - 適于籠式結(jié)構(gòu)

P70系列壓電納米定位臺(tái)是專為籠式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，四角預(yù)留籠式結(jié)構(gòu)安裝孔。標(biāo)品具有XY運(yùn)動(dòng)版本（行程17μm）、Z向運(yùn)動(dòng)版本（行程8μm），也可選擇XYZ運(yùn)動(dòng)版本。

壓電物鏡定位器 - 物鏡步進(jìn)

芯明天具有多種壓電物鏡定位器，專用于物鏡的納米級(jí)步進(jìn)調(diào)節(jié)，它既可集成于籠式結(jié)構(gòu)，也可以集成于任意干涉系統(tǒng)，外形結(jié)構(gòu)緊湊，行程50μm至1mm任意選擇，高達(dá)2.5nm的分辨率可滿足干涉系統(tǒng)的步進(jìn)精度要求。

壓電式移相器 - 小通孔至大孔徑

芯明天壓電移相器的種類可多達(dá)上百種型號(hào)，而針對(duì)大孔徑激光干涉儀，芯明天專門設(shè)計(jì)了P77系列壓電式移相器，孔徑由φ36mm至φ310mm可選，且可按需定制，可完成毫秒范圍內(nèi)0.5nm步進(jìn)的快速調(diào)節(jié)。

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