文档介绍：浙江大学
硕士学位论文
光纤插针三维形貌与几何参数检测干涉仪的研制
姓名:杨亚良
申请学位级别:硕士
专业:光学工程
指导教师:吴兰
20050101
浙江大学硕十学位论文摘要
摘要
光纤连接时需解决的主要问题是连接精度问题,其中光纤插针的端面形貌和儿何参
数是影响光纤连接器性能的根本因素,并最终影响到光纤系统的稳定性。所以必须对光
纤插针进行检测,以提供端面研磨情况的详细资料,包括三维成像和二维轮廓显示,
对曲率半径、研磨偏移、光纤高度等关键参数的测量,并做出综合评价。本论文主要研
究微米尺度特定区域三维形貌的干涉计量新方法新技术,研制光机电算一体化的实用系
统。在广泛分析了各种微结构形貌测量方法的基础上,我们选取了型干涉显微系
统,结合移相法相位测量技术来获取样品的形貌,设计并试制完成了光纤插针三维形貌
与几何参数检测干涉仪。全文共分五章,具体如下
第一章绪论,说明了开展本论文研究作的背景,分析了光纤插针检测干涉仪研制
的现状和发展趋势,以及本文的研究日标、土要工作和研究意义等。
第二章为光纤插针检测干涉仪的理论基础,包括光纤插针检测方法和移相干涉检测
技术两方面的内容。光纤插针检测方法部分包括光纤插针几何参数定义、测试对象描
述、三维重建和几何参数计算。移相干涉测试技术包括相位测量方法、压电控制技术、
相位去包裹算法。
第三章为光纤插针检测干涉仪的硬件设计部分。首先进行系统总体测量方案选型,
然后进行具体机械设计,内容包括系统整体结构设计、照明系统设计、型干涉
头设计、机械设计与调整。
第四章对十涉仪的电路和软件部分进行设计。电路部分首先进行总体控制原理设
计,然后对主要元器件进行简单介绍。软件部分先进行程序总体功能实现设计,然后
分别对显示、文档管理、测试和数据分析处理四个子程序进行设计。
第五章进行实验研究,得出了光纤插针测试部分的结果,并做出分析。最后对本论
文所做的工作进行了总结,并探讨了需要进一步深入研究和完善的作。
关键词下涉仪,光纤插针端面,二维形貌,几何参数,。型显微干涉系统,相位
测量,移相技术,压电微位移控制,相位解包裹
浙江大学硕士学位论文摘要
浙江大学硕士学位论文摘要
浙江大学硕上学位论文第章绪论
第一章绪论
本论文的提出
在安装任何光纤系统时,都必须考虑以低损耗的方法把光纤相互连接起来,以实现
光链路的接续,光纤的活动连接是靠光纤连接器来实现的。光纤连接器就是把光纤的两
个端面精密对接起来,以使发射光纤输出的光能量能最大限度地祸合到接收光纤中去,
并使由于其介入光链路而对系统造成的影响减到最小。正是由于光纤连接器的使用,使
得光通道间的可拆式连接成为可能,从而为光纤提供了测试入口,方便了光纤系统的调
试与维护又为网路管理提供了媒介,使光纤系统的转接调度更加灵活。
为了连接直径大约的光纤,需要解决的主要问题是连接精度问题,连接
精度直接影响光纤连接器的连接损耗。以前光纤连接只注意横向错位、角度倾斜,所以
插入损耗都在左右。随着系统对连接器要求的提高,人们认识到连接器的光纤端
面几何形状对连接器的性能有决定性的作用,于是通过研磨的方法加工出各种特殊的光
纤端,这些端面按形状的不同可分为型、型、型。
型插头端面曲率半径最大,近乎平面接触,使纤芯之间的间隙接近于“,达到“物
理接触”,使端面间隙和多次反射所引起的插入损耗得以消除,从而使后向反射光大为
减少。型插头端面的曲率半径通常为,由于减小
了连接端面间的间隙,除降低了插入损耗外,也减少了连接端面的反射,提高了回波损
耗,使反射损耗可达,插入损耗可以做到小于
型插头端面除了实现光纤端面的物理接触外,还把端面加工成斜面,使得从端面反射的
光泄出而不返回纤芯,从而大大提高了连接器的回波损耗。斜面的倾角越大,反射损耗
越大,但插入损耗也随之增大,一般取倾角为,此时插入损耗约,反射损耗
可达以上,甚至达到了
但在光纤端面的研磨过程中由于各种原因会造成缺陷,如光纤表面划痕、球面顶点
偏移、表面凹凸不平等。为确保连接器的性能稳定,高质量的光纤接头不仅仅要求进行
衰减和背向反射测试,接头端面的物理参数对于接头随时间和温度变化性能的好坏也起
到关键作用。控制光纤端面参数,如研磨曲率半径、偏心、光纤高度、表面粗糙度等,
可以使光纤连接器的性能有进一步的提高。下面来分析这些参数是如何影响光纤活动连
接器的性能指标。
浙江大学硕士学位论文第一章绪论
光纤活动连接器的性能指标首先是指光学性能,光学性能包括插入损耗
和回波损耗。插入损耗定义为光纤中的光信