光纤连接器端面3D检测干涉系统的工作原理

光纤连接器是光纤与光纤之间进行可拆卸（活动）连接的器件，它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耦合到接收光纤中去，并使由于其介入光链路而对系统造成的影响减到最小。光纤连接器作为光通讯无源器件中使用最广泛的产品，其质量直接影响到了光纤通讯的传输效率和性能。为使其插入和回波损耗以及互换性都能达到最好的状态，市面上有很多检测设备来保证光纤连接器的质量。

传统的端面检测仪可以快速检测端面是否有污染物、划痕、缺陷等不合格的因素，但是对于某些场合要用的光纤连接器端面，仅靠这些因素的判断是无法来确定其是否合格和符合要求的。因此可以检测光纤端面3D参数的技术应运而生。

3D检测系统及其原理

目前光纤端面的三维参数检测，常用的方式是光学干涉来进行测量。光学干涉就是根据相干光在空间相遇时，在某些区域始终增强，在某些区域始终减弱，形成稳定的强弱分布。实际测量所用到的3D干涉仪系统就是根据这个原理设计的，其结构如图1所示。

图1、光纤连接器端面检测干涉系统

3D干涉仪系统主要工作原理是由光源射出的光线经半透镜反射到干涉物镜，光线聚焦于被检测光线连接器的端面，经端面反射后与干涉物镜的反射面反射光线一同透过半透镜，成像于CCD摄像头。这时在CCD摄像头上可以观察到干涉条纹。CCD摄像头测得的图像经图像卡传送到计算机进行解析处理。就可以得到需要的测量结果。由计算机经过控制卡及控制回路控制的PZT压电纳米定位台/移相器用于移动干涉物镜以产生位相移动。

对于光纤端面形状的测量，一般采用的方式是解析精度较高的位相移法。位相移法的原理是，通过控制PZT压电纳米定位台/移相器移动干涉物镜产生位相移动，每移动一步后由CCD摄像头读取干涉条纹，根据干涉条纹的分布计算出端面形状。

图2、光纤端面3D形貌

从上述原理中可了解到，PZT压电纳米定位台/移相器的步进精度决定着3D干涉仪系统的检测精度。

芯明天生产制造的PZT压电纳米定位台、压电促动器、压电移相器产品已广泛应用于干涉系统，在相移调节过程中可以提供纳米级的步进分辨率和精度，使得干涉仪系统测试性能更加稳定、精确。

芯明天压电促动器/纳米定位台/移相器

压电陶瓷促动器 - 小体积型移相器

芯明天压电陶瓷促动器具有体积小、纳米级高精度、毫秒级响应速度等特点，它的外径可小至9mm。搭配芯明天E53系列小体积压电控制器，更适于受限空间的干涉系统。

压电纳米定位台 - 适于笼式结构

P70系列压电纳米定位台是专为笼式结构设计，四角预留笼式结构安装孔。标品具有XY运动版本（行程17μm）、Z向运动版本（行程8μm），也可选择XYZ运动版本。

压电物镜定位器 - 物镜步进

芯明天具有多种压电物镜定位器，专用于物镜的纳米级步进调节，它既可集成于笼式结构，也可以集成于任意干涉系统，外形结构紧凑，行程50μm至1mm任意选择，高达2.5nm的分辨率可满足干涉系统的步进精度要求。

压电式移相器 - 小通孔至大孔径

芯明天压电移相器的种类可多达上百种型号，而针对大孔径激光干涉仪，芯明天专门设计了P77系列压电式移相器，孔径由φ36mm至φ310mm可选，且可按需定制，可完成毫秒范围内0.5nm步进的快速调节。

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