一種光子晶體光纖在線定軸儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種光子晶體光纖在線定軸儀，包括光纖固定裝置和光纖散射系統，所述光纖固定裝置用于在測量時夾持光子晶體光纖，所述光纖散射系統包括相干光源、電機、成像屏、顯微相機、CCD相機和計算機，測量時，光子晶體光纖夾在電機與顯微相機之間并固定于電機的同心軸，通過電機控制光子晶體光纖旋轉，相干光源從光子晶體光纖側邊垂直照射，光線經過光子晶體光纖照射在放置在光纖另一側的成像屏上，所述CCD相機捕捉成像屏上的前向散射圖案，所述顯微相機拍攝光子晶體光纖端面圖案，還包括光纖位置測量系統，所述光纖位置測量系統用于在開始測量前觀測整條光子晶體光纖上的點在光子晶體光纖轉動時的位置變化。
【專利說明】
-種光子晶體光纖在線定軸儀
技術領域
[0001] 本實用新型設及光纖器件加工制作技術領域，具體設及一種光子晶體光纖在線定 軸儀。
【背景技術】
[0002] 光子晶體光纖一般由單一介質構成（例如二氧化娃)并且在軸向上具有并行排列 的空氣孔結構，相對于傳統光纖而言，光子晶體光纖由于其單一無滲雜的石英材質和靈活 多樣的結構設計特性，使得光子晶體光纖具有傳統光纖無法比擬的優良特性，比如極高的 非線性系數、易于實現多忍結構、極低損耗和可調節色散等。光子晶體光纖可應用于光子晶 體光纖激光器，模間干設傳感器，折射率傳感器等。
[0003] 光子晶體光纖內部空氣孔結構的排列使其具有軸向上的方位角，該方位角與光子 晶體光纖性能密切聯系，因此在光子晶體光纖器件的加工制作過程中，都要求對光纖的特 殊方位角進行確定。例如，在光子晶體光纖光柵刻寫時，刻寫激光W不同角度進入光子晶體 光纖內部的效率不同，因此需要在刻寫過程中確定激光的進入方向與光子晶體光纖端面微 結構之間的相對位置關系。
[0004] 現有技術采用激光側面照射光子晶體光纖產生的散射光分析光子晶體光纖的軸 向方位角，采用此種方法時，由于光子晶體光纖內部的多重散射效應，需在光子晶體光纖的 空氣孔中填充折射率接近光纖包層的匹配液，同時，不同種類的光子晶體光纖對于前向散 射光的接收器的位置各不相同，且對位置的精度要求很高。
[0005] 公開號為CN104197863A的中國專利公開了 一種光子晶體光纖方位角確定方法，它 基于前向散射圖案分析法，用激光垂直照射在光子晶體光纖的側面并在前方的成像屏上成 像，該成像為前向散射條紋圖案，用數碼相機拍攝該散射條紋圖案，由與數碼相機相連的處 理器對散射條紋圖案進行處理。此方法及系統中，光纖在轉動過程當中，兩端被固定，但是 光纖夾的固定不一定牢固。而且由于光纖自身的重力影響，光纖的中間部分會下垂一些。如 果光纖下垂的幅度較大，原來經過纖忍的激光可能會從光纖的包層通過甚至不經過光纖而 直接到達光屏，運會對實驗效果會造成比較嚴重的影響。 【實用新型內容】
[0006] 本實用新型的目的是解決現有技術的缺陷，提供一種光子晶體光纖在線定軸儀， 采用的技術方案如下：
[0007] -種光子晶體光纖在線定軸儀，包括光纖固定裝置和光纖散射系統，所述光纖固 定裝置用于在測量時夾持光子晶體光纖，所述光纖散射系統包括相干光源、電機、成像屏、 顯微相機、CCD相機和計算機，測量時，光子晶體光纖夾在電機與顯微相機之間并固定于電 機的同屯、軸，通過電機控制光子晶體光纖旋轉，相干光源從光子晶體光纖側邊垂直照射，光 線經過光子晶體光纖照射在放置在光纖另一側的成像屏上，所述CCD相機捕捉成像屏上的 前向散射圖案，所述顯微相機拍攝光子晶體光纖端面圖案，其特征在于，還包括光纖位置測 量系統，所述光纖位置測量系統包括照明裝置、圖像采集模塊和位置調節模塊，所述照明裝 置位于圖像采集模塊之上，對圖像采集模塊采集范圍內的物體進行照明，所述圖像采集模 塊對光子晶體光纖進行圖像采集，所述位置調節模塊與光子晶體光纖平行，所述照明裝置 和圖像采集模塊設置在位置調節模塊上并可沿位置調節模塊移動，W在開始測量前觀測整 條光子晶體光纖上的點在光子晶體光纖轉動時的位置變化。
[0008] 光纖在轉動過程當中，兩端被固定，但是光纖固定裝置對光纖的固定不一定牢固， 而且由于光纖自身的重力影響，光纖的中間部分會下垂，如果光纖下垂的幅度較大，原來經 過纖忍的激光可能會從光纖的包層通過甚至不經過光纖而直接到達成像屏，運對實驗效果 會造成比較嚴重的影響，所W本實用新型設置光纖位置測量系統對光纖旋轉的穩定性進行 測量，W確保實驗結果的準確。
[0009] 作為優選，所述光纖固定裝置通過磁吸力夾持光子晶體光纖。
[0010] 作為優選，所述光纖固定裝置包括底部燕尾座、燕尾槽、光纖壓槽，所述燕尾座通 過頂絲固定在燕尾槽上，測量時將光子晶體光纖放在光纖壓槽上。
[0011] 作為優選，所述位置調節模塊為與光子晶體光纖平行的軌道。
[0012] 作為優選，本實用新型中，在相干光源發出的相干光束的同軸方向上，光子晶體光 纖與成像屏間設置有光闊，W減小直射到成像屏上的相干光對散射光的影響。
[0013] 作為優選，所述圖像采集模塊包括鏡頭和相機。
[0014] 作為優選，所述相干光源為激光器。
[0015] 作為優選，本實用新型中，通過磁性底座及設于磁性底座上的桿架固定激光器及 光闊，其好處在于結構簡單并且可W較靈活的調整儀器位置及高度。
[0016] 與現有技術相比，本實用新型的有益效果：
[0017] 1、本實用新型結合電機控制光子晶體光纖軸向旋轉，可實現對光子晶體光纖軸向 結構位置的選擇及確定，定軸方法快速簡便，定軸精度高，可應用于不同內部結構的光子晶 體光纖定軸。
[0018] 2、本實用新型設置光線位置測量系統對光纖旋轉的穩定性進行測量，確保實驗結 果的準確。
【附圖說明】
[0019] 圖1是本實用新型的光纖固定裝置的結構及尺寸示意圖；
[0020] 圖2是本實用新型的光纖散射系統的結構示意圖；
[0021 ]圖3是本實用新型的光纖位置測量系統的結構示意圖；
[0022] 圖4是六角形光子晶體光纖軸向角示意圖；
[0023] 圖5是六角形光子晶體光纖橫切面示意圖；
[0024] 圖6是六角形光子晶體光纖橫切面實物圖；
[0025] 圖7是不同軸向方位角下的六邊形光子晶體光纖前向散射圖；
[0026] 圖8是半幅散射條紋強度總和特征值曲線和光子晶體軸向方位角關系圖。
【具體實施方式】
[0027] 下面結合附圖和實施例對本實用新型做進一步詳細描述。
[002引實施例；
[0029] 如圖1至圖3所示，一種光子晶體光纖在線定軸儀，包括光纖固定裝置和光纖散射 系統，所述光纖固定裝置用于在測量時夾持光子晶體光纖，所述光纖散射系統包括相干光 源1、電機2、成像屏3、顯微相機5、CCD相機4和計算機7，測量時，光子晶體光纖6夾在電機2與 顯微相機5之間并固定于電機2的同屯、軸，通過電機2控制光子晶體光纖6旋轉，相干光源1從 光子晶體光纖6側邊垂直照射，光線經過光子晶體光纖6照射在放置在光纖另一側的成像屏 3上，所述CCD相機4捕捉成像屏3上的前向散射圖案，所述顯微相機5拍攝光子晶體光纖6的 端面圖案，還包括光纖位置測量系統，所述光纖位置測量系統包括照明裝置8、圖像采集模 塊和位置調節模塊10,所述照明裝置8位于圖像采集模塊之上，對圖像采集模塊采集范圍內 的物體進行照明，所述圖像采集模塊對光子晶體光纖6進行圖像采集，所述位置調節模塊10 與光子晶體光纖6平行，所述照明裝置8和圖像采集模塊設置在位置調節模塊10上并可沿位 置調節模塊10移動，W在開始測量前觀測整條光子晶體光纖6上的點在光子晶體光纖6轉動 時的位置變化。
[0030] 所述光纖固定裝置通過磁吸力夾持光子晶體光纖。
[0031] 如圖1所示，所述光纖固定裝置包括底部燕尾座、燕尾槽、光纖壓槽，所述燕尾座通 過頂絲固定在燕尾槽上，測量時將光子晶體光纖放在光纖壓槽上。
[0032] 所述位置調節模塊10為與光子晶體光纖平行的軌道。
[0033] 本實施例中，在相干光源1發出的相干光束的同軸方向上，光子晶體光纖6與成像 屏3間設置有光闊，W減小直射到成像屏3上的相干光對散射光的影響。
[0034] 所述圖像采集模塊包括鏡頭9和相機1。
[0035] 所述相干光源為激光器。
[0036] 本實施例中，通過磁性底座及設于磁性底座上的桿架固定激光器及光闊，其好處 在于結構簡單并且可W較靈活的調整激光器及光闊的位置及高度。
[0037] 如圖4所示為六角形光子晶體光纖軸向角示意圖，如圖5所示為六角形光子晶體光 纖橫切面示意圖，圖6所示為六角形光子晶體光纖橫切面實物圖，本實施例在測量時，光子 晶體光纖每逆時針旋轉0.5%便重復拍取光子晶體光纖的前向散射圖案和端面圖案，直至 光子晶體光纖完成360°軸向旋轉周期，得到不同軸向方位角下的六邊形光子晶體光纖前向 散射圖如圖7所示，可W得知，散射圖案中間均有一亮點，W亮點為中屯、，上下兩區域存在散 射條紋，光子晶體光纖處于不同軸向方位角時，散射條紋信息各不相同，其強度在發生變 化，然而全區域的散射強度總和變化不明顯。據此，將半幅前向散射條紋光強總和作為特征 值分析：
[00；3 引
[0039]區域光強總和為CV，p(i，j)是該區域內第i行第j列處的強度值，M為所選圖案區域 豎直方向像素數量，N為所選圖案區域的水平方向像素數量，對每個角度拍攝到的散射圖案 作同樣處理，既而得到前向散射圖案所選區域的強度值總和與光子晶體光纖軸向方位角的 關系曲線，如圖8所示，從圖中可知散射條紋強度總和特征值隨光子晶體軸向方位角呈現周 期變化。六邊形光子晶體光纖的軸向方位角分別為120°、180°、240°、300°、360°時，上下兩 區域散射強度總和特征峰值對應的光子晶體光纖軸向方位角平均值為120°、179.965°、 240.16°、300.15°、359.96°，定軸精確誤差小于0.5°。
【主權項】
1. 一種光子晶體光纖在線定軸儀，包括光纖固定裝置和光纖散射系統，所述光纖固定 裝置用于在測量時夾持光子晶體光纖，所述光纖散射系統包括相干光源、電機、成像屏、顯 微相機、CCD相機和計算機，測量時，光子晶體光纖夾在電機與顯微相機之間并固定于電機 的同心軸，通過電機控制光子晶體光纖旋轉，相干光源從光子晶體光纖側邊垂直照射，光線 經過光子晶體光纖照射在放置在光纖另一側的成像屏上，所述CCD相機捕捉成像屏上的前 向散射圖案，所述顯微相機拍攝光子晶體光纖端面圖案，其特征在于，還包括光纖位置測量 系統，所述光纖位置測量系統包括照明裝置、圖像采集模塊和位置調節模塊，所述照明裝置 位于圖像采集模塊之上，對圖像采集模塊采集范圍內的物體進行照明，所述圖像采集模塊 對光子晶體光纖進行圖像采集，所述位置調節模塊與光子晶體光纖平行，所述照明裝置和 圖像采集模塊設置在位置調節模塊上并可沿位置調節模塊移動，以在開始測量前觀測整條 光子晶體光纖上的點在光子晶體光纖轉動時的位置變化。2. 根據權利要求1所述的一種光子晶體光纖在線定軸儀，其特征在于，所述光纖固定裝 置通過磁吸力夾持光子晶體光纖。3. 根據權利要求1所述的一種光子晶體光纖在線定軸儀，其特征在于，所述光纖固定裝 置包括底部燕尾座、燕尾槽、光纖壓槽，所述燕尾座通過頂絲固定在燕尾槽上，測量時將光 子晶體光纖放在光纖壓槽上。4. 根據權利要求1所述的一種光子晶體光纖在線定軸儀，其特征在于，所述位置調節模 塊為與光子晶體光纖平行的軌道。5. 根據權利要求1所述的一種光子晶體光纖在線定軸儀，其特征在于，所述圖像采集模 塊包括鏡頭和相機。6. 根據權利要求1所述的一種光子晶體光纖在線定軸儀，其特征在于，在相干光源發出 的相干光束的同軸方向上，光子晶體光纖與成像屏間設置有光闌。7. 根據權利要求6所述的一種光子晶體光纖在線定軸儀，其特征在于，所述相干光源為 激光器。8. 根據權利要求7所述的一種光子晶體光纖在線定軸儀，其特征在于，通過磁性底座及 設于磁性底座上的桿架固定激光器及光闌，其好處在于結構簡單并且可以較靈活的調整儀 器位置及高度。
【文檔編號】G02B6/02GK205691840SQ201620683389
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月28日 公開號201620683389.9, CN 201620683389, CN 205691840 U, CN 205691840U, CN-U-205691840, CN201620683389, CN201620683389.9, CN205691840 U, CN205691840U
【發明人】陳哲, 李秋實, 趙曉萌
【申請人】廣州銥星光電科技有限公司