CN112697402A - 一种多芯光纤测试方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多芯光纤测试方法及装置，属于光纤光缆生产测试领域，其中，方法的实现包括：对多芯光纤的任意一芯实现光功率注入，记录此时入射端面在CCD上的图像特征；再对另一芯实现光功率注入，记录此时入射端面在CCD上的图像特征，通过两次图像特征的比对，得到光功率注入位置在CCD上的图像坐标映射关系，再依次将各纤芯移动到该位置进行光注入完成测试。通过本发明能够用空间光耦合的方法实现多芯光纤的各纤芯传输性能测试，达成现在使用多芯扇出耦合器无法实现的测试功能，并提高对多芯光纤的测试效率。

Description

一种多芯光纤测试方法及装置
技术领域
本发明属于光纤光缆生产测试领域，更具体地，涉及一种判定多芯光纤的当前被测纤芯的方法及装置。
背景技术
多芯光纤是一种在共同的包层区中存在多个独立纤芯的新型光纤，可用来进行高密度，大容量的信号传输。与常规的多模、单模光纤一样，也需要对多芯光纤的各种光学性能进行测试。但是，多芯光纤的截面一般为圆对称图形，入端和出端的纤芯难以找到明显的参考对应关系，也无法准确注入光功率到指定纤芯。因此目前测试多采用一个多芯光纤扇出耦合器熔接到待测多芯光纤上，将每一芯扇出之后再进行测试。现有测试方法存在的技术缺点为：为了克服多芯光纤各纤芯不易识别和准确注入测试光的困难，普遍采用在多芯光纤的端面上耦合一个采用拉锥工艺制造的多芯光纤扇出耦合器的方法，将多芯光纤的输入输出分解为多条常规光纤，再进行测试。这种方法额外增加耦合器消耗品，引入了常规光纤，增加了测量不确定度和测试准备的工作难度。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提出了一种多芯光纤测试方法及装置，能够用空间光耦合的方法实现多芯光纤的各纤芯传输性能测试，达成现在使用多芯扇出耦合器无法实现的测试功能，并提高对多芯光纤的测试效率。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种多芯光纤测试方法，包括：
对待测多芯光纤的任意一纤芯注入光功率，记录此时入射端面的图像特征；
对待测多芯光纤的另一纤芯注入光功率，记录此时入射端面的图像特征，通过两次图像特征的比对找出重叠位置，得到光功率注入位置的图像坐标；
依次将待测多芯光纤的各纤芯移动到该图像坐标对应的位置进行光注入完成测试。
在一些可选的实施方案中，对待测多芯光纤中的纤芯注入的光功率需保证入射到待测光纤的光束截面不会同时覆盖到多芯光纤两相邻纤芯。
在一些可选的实施方案中，对待测多芯光纤中的纤芯注入的光功率为将测试光源光纤输出端的发散光线调整的平行光束后的汇聚光束，其中，测试光源光纤为被测光纤同类型的单芯常规光纤。
在一些可选的实施方案中，对待测多芯光纤的任意一纤芯注入光功率，记录此时入射端面的图像特征，包括：
对待测多芯光纤的任意一纤芯注入光功率，寻找光功率耦合进待测光纤的最佳位置；
使用一个出光口径大于光纤包层的光源照明待测多芯光纤的输出端，使得待测多芯光纤的所有纤芯和包层都在输入端上成清晰像，记录此时入射端面的图像特征，得到各纤芯圆心的第一图像坐标。
在一些可选的实施方案中，对待测多芯光纤的另一纤芯注入光功率，记录此时入射端面的图像特征，包括：
对待测多芯光纤的另一纤芯注入光功率，寻找光功率耦合进待测光纤的最佳位置；
使用一个出光口径大于光纤包层的光源照明待测多芯光纤的输出端，使得待测多芯光纤的所有纤芯和包层都在输入端上成清晰像，记录此时入射端面的图像特征，得到各纤芯圆心的第二图像坐标。
在一些可选的实施方案中，寻找光功率耦合进待测光纤的最佳位置，包括：
保持待测多芯光纤输出端静止，调节待测多芯光纤输入端的位置，观察待测多芯光纤输出端，以确保待测多芯光纤有且只有一芯发光；
调节待测多芯光纤输入端的位置，直至探测到的待测多芯光纤输出端的信号最强。
在一些可选的实施方案中，通过两次图像特征的比对找出重叠位置，包括：
对比各纤芯圆心的第一图像坐标和各纤芯圆心的第二图像坐标，找出重叠的坐标位置。
按照本发明的另一方面，提供了一种多芯光纤测试装置，包括：光功率注入模块、输入端成像模块、输出端成像模块及处理模块；
通过所述光功率注入模块对待测多芯光纤的任意一纤芯注入光功率，然后通过所述输入端成像模块记录此时入射端面的图像特征；
通过所述光功率注入模块对待测多芯光纤的另一纤芯注入光功率，然后通过所述输出端成像模块记录此时入射端面的图像特征；
通过所述处理模块对两次图像特征进行比对找出重叠位置，得到光功率注入位置的图像坐标，以通过将待测多芯光纤的各纤芯移动到该图像坐标对应的位置进行光注入完成测试。
在一些可选的实施方案中，所述装置还包括：光信号检测模块；
通过所述光功率注入模块对待测多芯光纤的任意一纤芯注入光功率，通过所述光信号检测模块寻找光功率耦合进待测光纤的最佳位置；
使用一个出光口径大于光纤包层的光源照明待测多芯光纤的输出端，使得待测多芯光纤的所有纤芯和包层都在输入端上成清晰像，通过所述输入端成像模块记录此时入射端面的图像特征，得到各纤芯圆心的第一图像坐标；
通过所述光功率注入模块对待测多芯光纤的另一纤芯注入光功率，通过所述光信号检测模块寻找光功率耦合进待测光纤的最佳位置；
使用一个出光口径大于光纤包层的光源照明待测多芯光纤的输出端，使得待测多芯光纤的所有纤芯和包层都在输入端上成清晰像，通过所述输入端成像模块记录此时入射端面的图像特征，得到各纤芯圆心的第二图像坐标。
在一些可选的实施方案中，所述装置还包括输入端反射镜和输出端反射镜；
所述输入端反射镜用于将所述输入端成像模块接入主光路；所述输出端反射镜用于将所述输出端成像模块接入主光路。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
本发明通过对多芯光纤的任意一芯实现光功率注入，记录此时入射端面在CCD上的图像特征；再对另一芯实现光功率注入，记录此时入射端面在CCD上的图像特征，通过两次图像特征的比对，得到光功率注入位置在CCD上的图像坐标映射关系，再依次将各纤芯移动到该位置进行光注入完成测试。通过本发明能够用空间光耦合的方法实现多芯光纤的各纤芯传输性能测试，达成现在使用多芯扇出耦合器无法实现的测试功能，并提高对多芯光纤的测试效率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种多芯光纤测试方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种多芯光纤测试装置的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种对称光路进行光束耦合的示意图；
图4是本发明实施例提供的一种多芯光纤其中一芯有光注入的示意图；
图5是本发明实施例提供的一种多芯光纤横截面示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
在本发明实例中，“第一”、“第二”等是用于区别不同的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
多芯光纤是一种特殊光纤，它与一般光纤的区别在于，多芯光纤在同一个包层之内，有多个可以同时传输光的纤芯。与常规光纤一样，对于多芯光纤的每一芯，也有测试衰减、截止波长、弯曲损耗的需要。本发明涉及一种判定多芯光纤的当前被测纤芯的方法及装置，能够用空间光耦合的方法实现多芯光纤的各纤芯传输性能测试，达成现在使用多芯扇出耦合器无法实现的测试功能，并提高对多芯光纤的测试效率。
如图1所示是本发明实施例提供的一种多芯光纤测试方法的流程示意图，包括：
S1：对待测多芯光纤的任意一纤芯注入光功率，记录此时入射端面的图像特征；
S2：对待测多芯光纤的另一纤芯注入光功率，记录此时入射端面的图像特征，通过两次图像特征的比对找出重叠位置，得到光功率注入位置的图像坐标；
S3：依次将待测多芯光纤的各纤芯移动到该图像坐标对应的位置进行光注入完成测试。
如图2所示是本发明实施例提供的一种多芯光纤测试装置的结构示意图，包括：光功率注入模块、输入端成像模块、输出端成像模块及处理模块；
通过光功率注入模块对待测多芯光纤的任意一纤芯注入光功率，然后通过输入端成像模块记录此时入射端面的图像特征；
通过光功率注入模块对待测多芯光纤的另一纤芯注入光功率，然后通过输出端成像模块记录此时入射端面的图像特征；
通过处理模块对两次图像特征进行比对找出重叠位置，得到光功率注入位置的图像坐标，以通过将待测多芯光纤的各纤芯移动到该图像坐标对应的位置进行光注入完成测试。
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。
(1)待测多芯光纤的一端和另一端分别放置在光纤测试装置的输出端和输入端；
(2)测试装置通过控制输入端的多维位移台，按图3所示的对称光路将同类型光纤输出光耦合进待测多芯光纤。对称光路的作用是将测试光源光纤输出端的发散光线调整为平行光束，再汇聚到待测多芯光纤的输入端。
其中，在本发明实施例中，使用对称光路将一束经过与被测光纤同类型的单芯常规光纤输出光耦合进被测光纤，这里的同类型是指纤芯尺寸，数值孔径，模场分布相同。此为该测试方法的最优实施效果，也可使用非对称光路，只需保证入射到待测光纤的光束截面不会同时覆盖到多芯光纤两相邻纤芯。
(3)寻找光功率耦合进待测多芯光纤的最佳位置；
粗调阶段：保持输出端的多维位移台静止，调节输入端的多维位移台，通过输出端CCD观察，确保多芯光纤有且只有一芯发光，记为纤芯A，如图4所示。细调阶段：此时转为记录输出端光电探测器的读数，调节输入端的多维位移台，直至输出端光电探测器读数为最大。
其中，在本发明实施例中，使用光电探测器的输出作为耦合最佳位置的判断步骤，也可以不使用光电探测器，而以输出端CCD的探测强度和所探测到光斑的圆度作为判断依据。
(4)使用一个出光口径大于光纤包层的光源照明待测多芯光纤输出端，使得待测多芯光纤的所有纤芯和包层都在输入端CCD上成清晰像，如图5所示，并将各纤芯圆心在CCD上的坐标进行记录，记为第一坐标序列：[(X1,Y1),(X2,Y2),...,(Xn,Yn)]；
(5)调节输入端的多维位移台，并重复步骤(2)和步骤(3)，使得一个不同于A的纤芯被照亮，记为纤芯B，然后执行步骤(4)，得到第二坐标序列：[(X'1,Y'1),(X'2,Y'2),...,(X'n,Y'n)]，其中，n为待测多芯光纤总芯数。
其中，在第一坐标序列和第二坐标序列中，会存在一个重叠的坐标位置，即X＝X',Y＝Y'。该重叠的坐标位置点即为功率耦合进待测多芯光纤时，待测多芯光纤入射纤芯投影在CCD上的位置，记为(Xf,Yf)。
(6)根据多芯光纤端面的纤芯位置分布，通过控制多维位移台将待测多芯光纤的各纤芯逐个移动到(Xf,Yf)，完成各纤芯的传输性能测试。
其中，在本发明实施例中，使用波长选择性透射反射镜作为输入和输出端CCD接入主光路进行观察的途径。也可以不使用波长选择性透射反射镜，使用常规的反射镜配合机械位移装置将CCD接入主光路。
需要指出，根据实施的需要，可将本申请中描述的各个步骤/部件拆分为更多步骤/部件，也可将两个或多个步骤/部件或者步骤/部件的部分操作组合成新的步骤/部件，以实现本发明的目的。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多芯光纤测试方法，其特征在于，包括：
对待测多芯光纤的任意一纤芯注入光功率，记录此时入射端面的图像特征；
对待测多芯光纤的另一纤芯注入光功率，记录此时入射端面的图像特征，通过两次图像特征的比对找出重叠位置，得到光功率注入位置的图像坐标；
依次将待测多芯光纤的各纤芯移动到该图像坐标对应的位置进行光注入完成测试。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对待测多芯光纤中的纤芯注入的光功率需保证入射到待测光纤的光束截面不会同时覆盖到多芯光纤两相邻纤芯。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对待测多芯光纤中的纤芯注入的光功率为将测试光源光纤输出端的发散光线调整的平行光束后的汇聚光束，其中，测试光源光纤为被测光纤同类型的单芯常规光纤。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，对待测多芯光纤的任意一纤芯注入光功率，记录此时入射端面的图像特征，包括：
对待测多芯光纤的任意一纤芯注入光功率，寻找光功率耦合进待测光纤的最佳位置；
使用一个出光口径大于光纤包层的光源照明待测多芯光纤的输出端，使得待测多芯光纤的所有纤芯和包层都在输入端上成清晰像，记录此时入射端面的图像特征，得到各纤芯圆心的第一图像坐标。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对待测多芯光纤的另一纤芯注入光功率，记录此时入射端面的图像特征，包括：
对待测多芯光纤的另一纤芯注入光功率，寻找光功率耦合进待测光纤的最佳位置；
使用一个出光口径大于光纤包层的光源照明待测多芯光纤的输出端，使得待测多芯光纤的所有纤芯和包层都在输入端上成清晰像，记录此时入射端面的图像特征，得到各纤芯圆心的第二图像坐标。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，寻找光功率耦合进待测光纤的最佳位置，包括：
保持待测多芯光纤输出端静止，调节待测多芯光纤输入端的位置，观察待测多芯光纤输出端，以确保待测多芯光纤有且只有一芯发光；
调节待测多芯光纤输入端的位置，直至探测到的待测多芯光纤输出端的信号最强。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过两次图像特征的比对找出重叠位置，包括：
对比各纤芯圆心的第一图像坐标和各纤芯圆心的第二图像坐标，找出重叠的坐标位置。
8.一种多芯光纤测试装置，其特征在于，包括：光功率注入模块、输入端成像模块、输出端成像模块及处理模块；
通过所述光功率注入模块对待测多芯光纤的任意一纤芯注入光功率，然后通过所述输入端成像模块记录此时入射端面的图像特征；
通过所述光功率注入模块对待测多芯光纤的另一纤芯注入光功率，然后通过所述输出端成像模块记录此时入射端面的图像特征；
通过所述处理模块对两次图像特征进行比对找出重叠位置，得到光功率注入位置的图像坐标，以通过将待测多芯光纤的各纤芯移动到该图像坐标对应的位置进行光注入完成测试。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：光信号检测模块；
通过所述光功率注入模块对待测多芯光纤的任意一纤芯注入光功率，通过所述光信号检测模块寻找光功率耦合进待测光纤的最佳位置；
使用一个出光口径大于光纤包层的光源照明待测多芯光纤的输出端，使得待测多芯光纤的所有纤芯和包层都在输入端上成清晰像，通过所述输入端成像模块记录此时入射端面的图像特征，得到各纤芯圆心的第一图像坐标；
通过所述光功率注入模块对待测多芯光纤的另一纤芯注入光功率，通过所述光信号检测模块寻找光功率耦合进待测光纤的最佳位置；
使用一个出光口径大于光纤包层的光源照明待测多芯光纤的输出端，使得待测多芯光纤的所有纤芯和包层都在输入端上成清晰像，通过所述输入端成像模块记录此时入射端面的图像特征，得到各纤芯圆心的第二图像坐标。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括输入端反射镜和输出端反射镜；
所述输入端反射镜用于将所述输入端成像模块接入主光路；所述输出端反射镜用于将所述输出端成像模块接入主光路。
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