聚合物光纖預製棒折射率的細光束掃描測量方法及裝置的製作方法
2023-05-26 16:27:31 3
專利名稱：聚合物光纖預製棒折射率的細光束掃描測量方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於光學技術領域的折射率測試方法及裝置，具體來說是光纖預製棒折射率分布的測試方法及裝置。
背景技術：
隨著信息的爆炸性增長和信息社會的到來，大容量的高速傳輸網技術發展迅猛，其傳輸速率和容量每年在成倍增長，石英光纖在連接密集的接入和區域網以及其他低速網絡中，其複雜昂貴的連接工藝增加了網絡成本。聚合物光纖由於其製造簡單、價格便宜、接續快捷、抗衝擊強度高、抗輻射等優點，非常適用於區域網中的短距離通信，成為短距離寬帶通信網的理想選擇。與傳統光纖一樣，梯度折射率聚合物光纖可由梯度折射率聚合物預製棒加熱拉絲製成，必須控制聚合物光纖預製棒的折射率分布，以使經過拉絲成型後的光纖具有設計的折射率分布，因此精確測量光纖預製棒折射率分布非常必要。目前較為常用的幾種測量方法都是借鑑石英光纖的測試方法，主要有幹涉測量法、近場掃描法和聚焦法。
幹涉測量法是利用幹涉原理測量折射率分布的方法，其測量精度較高，可達10-4。採用的實驗儀器是泰曼幹涉儀，檢驗原理是通過研究光波波面經光學零件後的變形在觀察表面上的幹涉圖的分析來確定零件的質量。這種方法成本高，對測量條件的要求嚴格，光路設置也較複雜；對樣品進行破壞性加工；測量過程中細光束是直接通過樣品截面，所以樣品兩個切面的平行度也對測量結果也有很大的影響。由於聚合物光纖預製棒的硬度較低，其切片的平行度和光潔度較難達到測量要求，較易引起誤差。
近場掃描法通過測量從光纖側面洩漏出來的折射模場強度來實現。連續雷射波聚焦成一個非常小的光斑入射到端面上，在其中激勵起傳導模、洩漏模和折射模。傳導模和部分洩漏模沿光纖傳輸，而其餘部分則輻射出去，呈現一個似空心圓錐的輸出光錐。光錐的內層含有洩漏模，而外層只有折射模。當注入光斑沿平整的光纖端面進入掃描時，由於不同位置的局部折射率n(r)不同，檢測到的功率也不同。近場掃描法設備成本低，但裝置複雜，難以控制精度，在測量中不需要對樣品進行破壞性處理，但是參與測量的參數過多，難以保證每一次的測量精度。
聚焦法是將經過濾光和準直的非相干光束入射於光纖的纖芯，光纖浸沒在與其包層折射率相近的匹配液中，以避免包層的外邊界產生強的折射光，在距離纖芯中心任意處的觀察平面上測量光功率分布。光纖像一個非常理想的柱透鏡，使細光束髮生會聚。纖芯的聚焦作用與光線軌跡密切相關。聚焦法測量聚合物光纖折射率分布的是一種較為簡便的方法，但是該實驗要求雷射光源的光強比較穩定，並且這種方法對於折射率呈拋物線分布的光纖來說只能測量出其中一個參數。
發明內容
本發明的目的在於提供一種新的聚合物光線預製棒的測試方法及裝置，可在預製棒不經破壞加工、保持完整性的條件下，精確方便快速的地測量梯度折射率聚合物光纖預製棒沿徑向折射率分布，彌補了上述已有測量技術的不足。
本發明的目的由以下方式實現整個測試儀由圖像形成系統和圖像處理系統兩部分組成，其中圖像形成系統由光源1、衰減器2、光闌3、聚焦系統4、載物臺5、CCD攝像機6依次放在位於殼體內的工作平臺7上構成，整個測量光路的光軸準直，光源1為氦氖雷射器或質量較好的半導體雷射器，聚合物光纖預製棒17豎直放置在載物臺上的夾具15中，預製棒17的軸向與光軸垂直。CCD攝像機6的信號輸出口與圖像處理系統的計算機9信號輸入口相連。
利用上述儀器進行的聚合物光纖預製棒折射率測試的方法為光源1照射在光纖預製棒17的側面上，沿著預製棒17的直徑方向傳輸後到達CCD攝像機6的探測面上、並將相關數據傳輸到圖像處理系統的計算機9中，利用折射率分布測試程序進行模擬和處理後在計算機顯示器上給出光纖預製棒的折射率分布曲線。
本發明依據的應用光學原理因為預製棒17是沿徑向從中心到邊緣折射率遞減分布的圓柱棒，因而可看作一個非常理想的柱透鏡，根據所測量的光纖預製棒折射率沿徑向逐漸變化分布的特點，將梯度型折射率分布的光纖預製棒看成由很多折射率不同的薄圓筒層組成，當薄圓筒層足夠薄就可認為層內的折射率不變，且相鄰兩層的折射率變化很小，從光源發出的細光束從圓柱棒的側面垂直於軸線照射進入預製棒17，光線在相鄰薄層的分界面上光線發生連續折射，最後從預製棒17另一側出射出來。出射的光束用CCD攝像6採集信號以得到精確的出射光線位置，通過計算機9進行蒙特卡羅算法數據擬合得到預製棒17的折射率分布曲線。
蒙特卡羅(Monte Carlo)方法，又稱隨機抽樣或統計試驗方法，屬於計算數學的一個分支，它是在本世紀四十年代中期為了適應當時原子能事業的發展而發展起來的。傳統的經驗方法由於不能逼近真實的物理過程，很難得到滿意的結果，而蒙特卡羅方法由於能夠真實地模擬實際物理過程，故解決問題與實際非常符合，可以得到很圓滿的結果。這也是本發明採用該方法的原因。
由於被測樣品折射率呈梯度分布性，中心最大，隨著半徑的增大而逐漸變小。具有聚焦功能，對進入預製棒17內的有效光進行聚焦，迫使光在棒中傳播過程中逐漸地向軸線方向折回靠攏，形成會聚作用。設預製棒17的折射率沿其徑向分布用n(r)表示，將其細分成若干層後，只要分得足夠多，則每一層的折射率都相同，光線以h高度入射後，在每一層中光路不會改變，但在相鄰兩層的分界面上發生折射，這樣，經過一系列折射後，光線從另一端出射，出射的位置y(h)和折射率分布有關，可建立模型y(h)＝f(n(r))h式中y(h)-光線出射時的位置，h-光線入射位置，f(n(r))-為所求的與折射率分布函數(曲線)，根據應用光學中的折射定律對掃描光線進行追跡，計算其在預製棒內的傳播路徑，這個追擊過程可由計算機9自動完成。這樣就需要先假定出一組折射率分布ni，在這個基礎上通過上述的光線行進過程得到出射位置的高度，由於這是在假定的折射率分布上得到的，所以它與實際測量的數據有誤差。通過假定的折射率分布計算可以得到在觀察平面上的理論高度xi，通過實驗多次測量可以得到實際測量高度x』，建立評價函數φ(n＝∑(xi-xi』)2通過求取φ(n)的最小值，可實現對ni的反覆修正，當φ(n)趨近於0時，就可認為這時候得到的ni即為實際的預製棒17折射率分布。這個修正過程通過蒙特卡羅算法實現。蒙特卡羅算法是在已知求根區域，選定初始值或隨機給出初值，採用隨機搜索和確定性迭代方法結合求解非線性方程組，它對初始值的依賴小，能夠跳出局部極值，在整個求解範圍內找到最優解。
這樣建立數學模型後，採用多組入射高度測得的結果數據按上式組成方程組進行蒙特卡羅算法擬合，由此就可以獲得預製棒的折射率分布。
也就是說，本發明基於幾何光學的光線傳輸原理，利用CCD圖像技術，結合計算機圖像處理軟體，利用蒙特卡羅算法進行數據運算和處理，實現了對預製棒的折射率分布的測試。整個裝置具有結構簡單，調節方便、直觀，造價低，便於測量等特點。
根據上述原理，結合便於實施、測量、精度等方面的綜合考慮，整個測試儀分為圖像形成系統和圖像處理系統兩部分(參見圖1)。其中，光源1、衰減器2、光闌3、聚焦系統4、載物臺5(連有步近電機16)、CCD攝像機6等依次放在高精度的工作平臺7上，可各自調整它們的二維或三維位置，使它們的光軸準直；上述部件均置於殼體8內、構成測試儀的圖像形成系統；殼體的蓋板應便於打開、以方便放置光纖及調整載物臺等部件的位置，測試時則將蓋板蓋上使圖像形成系統成為一個準封閉的系統以保證圖像不受外界背景光線的影響。圖像處理系統9可選用常規的帶有視頻信號採集卡的計算機(例如PC機)，它的放置應方便其本身操作以及與CCD攝像機6之間的通訊連線。CCD攝像機6的信號輸出口與圖像處理系統9的信號輸入口(例如視頻信號採集卡的接口)相連，將圖像的信號傳輸到圖像處理系統9中，同時還連有步近電機的驅動電路16以控制載物臺的移動。
光源1發出的細光束光經過衰減器2調整光強，然後通過光闌3和聚焦系統會聚後照射到置於載物臺5上的夾具15中的聚合物光纖預製棒17側面，通過在預製棒17中的一系列折射、從光纖預製棒的另一面出射，成像於高清晰度的CCD攝像機6的探測面上，CCD攝像機6再將所攝得的聚合物光纖預製棒17出射端光線的相關數據傳輸到圖像處理系統9中進行分析處理。採集一個位置的出射數據後，計算機9控制步近電機16帶動載物臺5移動相應距離進行下一位置的測量。
在測試過程中預製棒17的中心定位和測試位置的移動對測試結果是至關重要的，也就是說中心定位和移動是否準確將直接影響系統測量結果的準確性。定位與移動的準確必須從電氣和機械兩個方面給予保證。在測試開始前，光束應位於預製棒17的中心處，即光線直接沿直徑出射，不會發生折射。同時，應使一些部件可進行三維精確調整，從而實現系統的精確定位。光學系統中光線光斑的大小、均勻性、光闌大小、聚焦系統的性能等也會影響出射光線的位置，在系統設置中亦應採用適當手段進行調整。測試位置的移動由計算機9控制步進電機16帶動載物臺5平行移動，完成對各個入射光線位置的測試並保證移動的精度。下面具體說明①機械系統(參見圖2、圖3、圖4)光源1、衰減器2、光闌3、聚焦系統4、載物臺5、CCD攝像機6等都通過支架10放在工作平臺7的導軌11上。支架和導軌的加工精度(尤其是導軌的直線度)應達到0.5mm以上、兩者為滑動配合；支架與導軌之間可作前後方向(即平行於導軌軸向)的水平相對移動，可由機械卡件(如安裝在「-L」形槽12中的螺栓螺母)將其固定在特定位置，導軌上有刻度，可顯示支架在導軌上的位置及其沿導軌的水平位移量；支架上還應設置垂直移動機構13(如常用的絲杆機構或滑套機構，可採用緊定螺釘作為機械卡件)，可使支架與導軌之間作上下方向(即縱向垂直於導軌軸向)的相對移動。由此，各部件在支架帶動下可實現與導軌之間的二維移動。載物臺上用以固定光纖預製棒的夾具15採用自定心透鏡夾持器。該裝置有自定心結構(裝卡任意直徑光學元件時，保證光學元件的中心高度不變)，在測試中，可以很方便的更換不同直徑的光線預製棒17。載物臺側面固定步進電機16，在驅動電路19的控制下，帶動夾具及光纖預製棒進行相應的水平移動，改變光線的入射位置，進行多點測量。個別部件若需作精確調整，還可在支架上設置常用的螺紋微調器14，微調器可以是一維、二維或三維，微調器上有精確刻度(達到0，01mm以上)、以顯示其相對位移量。支架及其移動機構、微調器等的具體結構可根據所支持部件的具體需要而定。
②光學系統光學系統的好壞將直接影響出射光線的位置，進而也影響到測量的結果，當使用CCD攝象機6時，其視場中照明的均勻性會直接影響到檢測結果。為此，應採用氦氖雷射器照明，照明強度的調節可由光源出射方向所加的連續可調衰減器2來實現。在衰減器2後使用光闌3則可有效調節光通量和視場大小；此外，還選用高質量的10倍顯微物鏡4作為聚焦系統4以使其有較好的光學效果，儘量減小光斑較大等因素對出射位置的影響；聚焦系統4和光闌3都最好設計位置可以調節，以便方便地進行調整。同時，CCD攝象機6的光譜響應範圍應與光源1相匹配。CCD攝象機6得到的數據通過A/D轉換卡19輸入計算機9。
通過上述圖象形成系統，可使圖象處理系統中的計算機9得到準確的細光束出射端面位置數據，由此，就可在圖像處理系統中利用折射率分布測試程序處理後得到光纖預製棒17的折射率分布曲線，並以相應的形式保存或通過印表機20列印。
對摺射率分布的計算步驟如下計算光線追擊程序先假定將光纖預製棒17橫截面沿徑向分成若干層，層間距離d根據預製棒17的直徑和分層數目得出。細光束進入預製棒17以後發生折射(參見圖5)，會依次地通過橫截面內的各個層，通過數學方法求出光線通過某一層時，該折射點距離截面圓心的距離，由於折射率按照同心圓規律在徑向變化，可以通過求出折射點到圓心的距離得到折射點處的折射率，就可以用幾何光學中的折射定律求出折射角，光線在預製棒17中的傳播發生了一定的角度偏轉，然後該光線會折射進入下一個層再進行折射，產生新的角度偏轉，最後通過預製棒17的表面折射出去，就能計算出光線投射到觀察平面上的高度。
需要注意的是，假設分層數M為偶數，則光線必然通過直徑位置I＝M/2-1，其中中心線上的投影距離是相等的，兩邊的折射率有相同，那麼不發生折射，如圖6所示。有兩個量不變hi＝hi-1，αi+1＝ai。其餘各變量的算法和上面一樣。當然分層數也可以是奇數，那時算法又會不一樣，具體光路圖不做詳細介紹。各個變量的計算公式和光路追跡時差不多，唯一不同的就是入射角的算法。
因為分層數可以自由給定，所以以上兩種方法都可以。只是在程序上有所不同，需要區別對待。在這裡我們採用偶數分層。
這樣依據折射定律，光線如此反覆通過預製棒內的分層，當折射點到圓心距離大於半徑時，即可判定上一次折射既是最後一次在預製棒內的折射。如果在所有分層處折射點到中心的距離都小於或等於半徑，那麼就是在最後依次折射後光線才會射出預製棒。
如圖7，最後一次出射光線在接收屏上離開中心線的距離為x＝fabs(-[L+R-si-yi×tg(bi-ci)]×tg(bi-ci))通過上面的計算就可根據初步給定的折射率分布得到該分布下的光線出射的高度x，這個高度與折射率分布有關，而當折射率分布改變時，光線的出射高度也會改變。將待測預製棒放入光路中，使細光束入射到光纖預製棒17，光線在預製棒17中發生偏折後出射，通過CCD攝像機6採用多次測量方法接收投射到觀察表面光斑中心的高度，並紀錄下光線從預製棒出射後進入CCD攝像機6像素的位置，根據預製棒17與CCD攝像機6的距離，可計算出光線在離開預製棒17時的位置。將這個位置帶入計算機9的數據處理程序，即在實際測量結果和理論計算結果的基礎上，運用蒙特卡羅算法對假定的折射率分布進行反覆的修正，直到最後評價函數趨向於一個很小的值，此時折射率分布也趨向於其真實分布，最後利用MATLAB中的曲線擬合函數將得到的折射率分布擬合成光滑的曲線並繪圖，輸出結果。整個計算過程由相應的計算機9中處理軟體完成。
綜上所述，本發明的創新之處在於將CCD圖象技術、計算機圖象處理、計算機控制技術、細光束掃描法等結合在一起，提出了一種可對聚合物光纖預製棒17折射率分布進行測量的集成化儀器及方法，整個測量系統具有很高的測量精度及自動化程度，可調性好。因此，本發明不僅使用靈活方便、還可對包括石英光纖預製棒在內的各種尺寸的光纖預製棒進行測量。
本系統特點1.該系統不僅可實現不同直徑的聚合物光纖預製棒的折射率分布的測量，還可對其他材料的梯度光纖預製棒進行測量。
2.系統各部分(包括機械系統和光學系統)均可靈活方便地進行調整且精確度高，通光均勻，使成象效果好，系統可靠性高。
3.現有折射率測試方法的基礎上提出細光束掃描測量法，採用蒙特卡羅算法進行數據處理，並給出實現測試的裝置，並由計算機通過驅動電路控制步進電機來控制樣品的移動，與傳統的機械細分法相比，操作方便，也很好的保證了每次移動都具有較高的精度。
4.整個測試過程自動控制，採用嚮導式用戶界面，輸入方便，直觀，測試結果可以直接顯示並保存。
5.整個裝置結構簡單，調節方便、直觀，造價低，便於測量。是一個較為經濟實用的測量方法。
附圖1為聚合物光纖預製棒折射率測試儀總體結構示意圖；附圖2為測試儀載物臺與工作平臺之間聯接結構示意圖；附圖3為測試的光纖預製棒的示意圖；附圖4為裝置電路控制示意圖；附圖5為光線追擊的入射原理圖；附圖6為光線通過直徑處的追跡原理圖；附圖7為光線追擊的出射原理圖；附圖8為折射率測試程序流程圖；附圖9為第一實施例測試的折射率分布圖；(圖中橫軸表示預製棒的半徑，單位為毫米，縱軸表示相對於預製棒邊緣的折射率差值)；
附圖10為第二實施例測試的折射率分布圖。(圖中橫軸表示預製棒的半徑，單位為毫米，縱軸表示相對於預製棒邊緣的折射率差值)。
其中1光源、2光闌、3衰減器、4聚焦系統(顯微物鏡)、5載物臺、6CCD攝像機、7工作平臺、8殼體、9計算機、10支架、11導軌、12L形槽、13垂直移動機構、14螺紋微調器、15夾具、16固定步進電、17預製棒、18A/D轉換卡、19驅動電路、20印表機。
本發明的整個裝置結構簡單，調節方便、直觀，造價低，便於測量。測試精確度高，通光均勻，使成象效果好，系統可靠性高。整個測試過程自動控制，採用嚮導式用戶界面，輸入方便，直觀，測試結果可以直接顯示並保存。是一個較為經濟實用的測量方法。
具體實施例方式
通過以下實施例將有助於理解本發明，但並不限制本發明的內容。
下面結合附圖和具體實施例來詳細描述本發明。
本發明的設備由光源1、光闌2、衰減器3、聚焦系統4、載物臺5和連接有或者不連接印表機20的CCD攝像機6都通過支架10放在工作平臺7的有刻度顯示的導軌11上，上述部件均置於殼體8內構成；所述的支架10和導軌11兩者為滑動配合能作前後方向即平行於導軌軸向的水平相對移動；所述的支架10上還設置使支架10與導軌11之間作縱向垂直於導軌11軸向方向的相對移動的垂直移動機構13以及設有螺紋微調器14；所述的載物臺5上有用以固定光纖預製棒的夾具15；所述的載物臺5側面連接有在驅動電路19的控制下、帶動夾具15及光纖預製棒17進行相應的水平移動的固定步進電機16所述的CCD攝像機6通過A/D轉換卡19與有或者不連接印表機20的具有處理軟體的計算機9連接；所述的計算機電路同時連接固定步進電機16和CCD攝像機6。
照明光源1採用的是氦氖雷射器。連續可調的衰減器2採用的是兩片偏正濾色鏡(marumi P.L 55mm)構成，光闌3的孔徑分別為0.4mm，採用十倍顯微物鏡4作為聚焦系統，光源1、衰減器2、光闌3、聚焦系統4、CCD攝象機6的支架10與導軌11之間為二維移動，載物臺5的支架10與導軌11之間為三維移動、載物臺5支架上設置的螺紋微調器14亦為三維、其調節範圍為各±3mm。夾具15採用GCM-04自定心透鏡夾持器，利用螺釘固定在載物臺5上。步進電機16採用42BYG250B型號，步進角為0.9°/1.8°。CCD攝象機6選用解析度較高的WAT-902H(CCIR)型1/2英寸面陣CCD攝象機，其象素間距約為8pm，可分辨的最低照度0.002LUXF1.4，信噪比優於46dB，且光譜響應範圍與光源相匹配。圖象處理系統9選用帶有Windows作業系統的計算機9，其處理軟體採用VB語言編寫、Windows操作界面，使用方便。
具體操作過程將東華大學生產的直徑為16mm長度為100mm的聚合物光纖預製棒17用夾具15固定放置在載物臺5上。並通過手動調整光源1、光闌3、衰減器2、聚焦系統4、載物臺5、CCD攝像機6的支架10在導軌11上的位置，調整到位時可用機械卡件鎖緊，使之基本滿足光學系統成象的要求，此即粗調過程；打開光源1、連續旋轉衰減器3來調節所需的合適光強，再利用載物臺5支架10的螺紋微調器14進行精調，使圖象處理系統中的顯示器屏幕上所給出的光線出射斑點達到所需要的大小。運行折射率測試程序，按提示輸入入射光線位置移動個數50；預製棒17直徑上的位置2.5mm；各個測試點的間隔，即計算機控制步進電機的移動步長50μm；預製棒17的直徑R16mm；測試預製棒17沿徑向分步的折射率個數i20；預製棒17的分層數目m100；初始給定預製棒17的折射率分布初值。在實施例1中全部為1.459，開始測試，在計算機9的自動控制下完成數據的採集和處理，在顯示器屏幕上直接給出折射率沿徑向分布的曲線(如圖9)實施例2為另一直徑為20mm長50mm的預製棒17，所進行的過程與實施例1相同，在圖10中給出測試結果。
權利要求
1.一種聚合物光纖預製棒折射率的細光束掃描測量裝置，其特徵是由下述設備構成圖像形成系統由光源1、光闌2、衰減器3、聚焦系統4、載物臺5和連接有或者不連接印表機20的CCD攝像機6都通過支架10放在工作平臺7的有刻度顯示的導軌11上，上述部件均置於殼體8內構成；所述的支架10和導軌11兩者為滑動配合能作前後方向即平行於導軌軸向的水平相對移動；所述的支架10上還設置使支架10與導軌11之間作縱向垂直於導軌11軸向方向的相對移動的垂直移動機構13以及設有螺紋微調器14；所述的載物臺5上有用以固定光纖預製棒的夾具15；所述的載物臺5側面連接有在驅動電路19的控制下、帶動夾具15及光纖預製棒17進行相應的水平移動的固定步進電機16；所述的CCD攝像機6通過A/D轉換卡19與具有處理軟體的計算機9連接；所述的計算機9連接或者不連接印表機20，計算機9的電路同時連接固定步進電機16和CCD攝像機6。
2.如權利要求1所述的測量裝置，其特徵是所述的導軌的直線度0.5mm以上。
3.如權利要求1所述的測量裝置，其特徵是所述的垂直移動機構13是常用的絲杆機構或滑套機構。
4.如權利要求1所述的測量裝置，其特徵是所述的支架上設有螺紋微調器14。
5.如權利要求1所述的光纖預製棒折射率分布的測量裝置的測試方法，其特徵是所述的夾具15是自定心透鏡夾持器。
6.如權利要求1所述的測量裝置，其特徵是所述的聚焦系統4是高倍顯微物鏡。
7.如權利要求1所述的測量裝置，其特徵是所述的光源1是氦氖雷射器。
8.如權利要求1所述的光纖預製棒折射率分布的測量裝置的測試方法，其特徵是用夾具15固定聚合物光纖預製棒17放置在載物臺5上，通過調整光源1、光闌2、衰減器3、聚焦系統4、載物臺5、CCD攝像機6的支架10在導軌11上的位置，用機械卡件鎖緊，；打開光源1、連續旋轉衰減器2來調節光強，再利用載物臺5的支架10上的螺紋微調器14進行精調，使圖象處理系統中計算機9的顯示器屏幕上所給出的光線出射斑點達到所需要的大小，運行折射率測試程序，按提示輸入入射光線位置移動個數，初始給定預製棒17的折射率分布初值，在計算機9的自動控制下完成數據的採集和處理，利用蒙特卡羅算法進行數據運算和處理，在計算機9的顯示器屏幕上直接給出折射率沿徑向分布的曲線。
9.如權利要求1所述的光纖預製棒折射率分布的測量裝置的測試方法，其特徵是所述的蒙特卡羅算法是下述y(h)＝f(n(r))h獲得，式中y(h)-光線出射時的位置，h-光線入射位置，f(n(r))-為所求的與折射率分布函數。
10.如權利要求1所述的光纖預製棒折射率分布的測量裝置的測試方法，其特徵是所述的在計算機9的顯示器屏幕上顯示結果直接通過印表機20列印出來。
全文摘要
本發明是一種聚合物光纖預製棒折射率分布測試儀及其測試方法。它採用一種新的測試方法和設備精確方便地測量梯度折射率聚合物光纖預製棒沿徑向的折射率分布。整個測試儀由圖像形成系統和圖像處理系統兩部分組成，其中圖像形成系統由光源、衰減器、光闌、聚焦系統、載物臺、CCD攝像機依次放置在位於殼體內的工作平臺上構成，光纖預製棒放置在載物臺上的夾具中，CCD攝像機的信號輸出口與圖像處理系統的信號輸入口相連。它利用CCD圖像技術，結合計算機圖像處理軟體，利用蒙特卡羅算法進行數據運算和處理，實現了對預製棒的折射率分布的測試。整個裝置具有結構簡單，調節方便、直觀，造價低，便於測量等特點。
文檔編號G01N21/41GK1776411SQ20051003083
公開日2006年5月24日 申請日期2005年10月28日 優先權日2005年10月28日
發明者周鴻穎, 陳家璧, 邱高 申請人:東華大學