超小grin光纤镜头耦合效率的测试装置及测试方法
【专利摘要】本发明公开了一种超小GRIN光纤镜头耦合效率的测试装置及测试方法，测试装置包括光学隔振平台、带光纤夹具的五维调整台A、光源、输出端超小GRIN光纤镜头、显微镜、接收端超小GRIN光纤镜头、功率检测器、计算机和带光纤夹具的五维调整台B。根据本发明提供的超小GRIN光纤镜头耦合效率的测试装置及测试方法，可用于超小GRIN光纤镜头耦合效率的高精度、快速测量。
【专利说明】
超小GRIN光纤镜头耦合效率的测试装置及测试方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种超小GRIN光纤镜头耦合效率的测试装置及测试方法，用于超小光学镜头传光性能的测量领域。
【背景技术】
[0002]超小GRIN光纤镜头是由单模光纤、无芯光纤和梯度折射率(Gradient-1ndex，GRIN)光纤构成的一种全光纤型光学镜头，是内窥式测量技术发展的一个重要方向。耦合效率是决定超小GRIN光纤镜头应用检测系统性能的重要参数指标，它体现了镜头的焦距、聚焦光斑大小和景深等特征参数的综合影响，在很大程度上影响检测系统的灵敏度问题。然而，对于超小GRIN光纤镜头的耦合效率，目前市场上缺少商用或专用的测试装置及测试方法。
[0003]—个典型的超小GRIN光纤镜头耦合效率的测试装置应包括超小GRIN光纤镜头样品、镜头固定单元、镜头输出功率检测单元等，虽然有超小光纤镜头、镜头固定单元和镜头输出功率检测单元的研究，但缺少它们的组合使用，尤其缺少超小GRIN光纤镜头耦合效率的测试方法及测试装置。本发明正是针对这一关键技术进行展开的。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于解决目前尚无商用或专用的超小GRIN光纤镜头耦合效率的测试方法及测试装置，提供一种超小GRIN光纤镜头耦合效率的测试装置及测试方法，可用于超小GRIN光纤镜头耦合效率的快速、高精度检测，而且操作容易、便捷。
[0005]为达到上述目的，本发明采用下述技术方案:
一种超小GRIN光纤镜头耦合效率的测试装置，包括光学隔振平台、带光纤夹具的五维调整台A、光源、输出端超小GRIN光纤镜头、显微镜、接收端超小GRIN光纤镜头、功率检测器、计算机和带光纤夹具的五维调整台B，所述带光纤夹具的五维调整台A固定在所述光学隔振平台上，所述输出端超小GRIN光纤镜头通过光纤夹具放置在所述带光纤夹具的五维调整台A上，所述带光纤夹具的五维调整台B固定在所述光学隔振平台上，所述接收端超小GRIN光纤镜头通过光纤夹具放置在所述带光纤夹具的五维调整台B上，所述光源连接所述输出端超小GRIN光纤镜头，所述接收端超小GRIN光纤镜头依次连接所述功率检测器和所述计算机。
[0006]所述输出?而超小GRIN光纤镜头和所述接收?而超小GRIN光纤镜头的组成结构相冋，由单模光纤、无芯光纤和多模光纤依次熔接而成。
[0007]一种超小GRIN光纤镜头耦合效率的测试方法，采用上述超小GRIN光纤镜头耦合效率的测试装置，具体实施步骤如下:
1)调整所述带光纤夹具的五维调整台A和所述带光纤夹具的五维调整台B，使所述输出端超小GRIN光纤镜头和所述接收端超小GRIN光纤镜头的中轴线重合，即保证对心；
2)利用所述功率检测器和所述计算机检测并记录所述光源光束通过所述输出端超小GRIN光纤镜头后的光功率P ο ;
3)固定所述带光纤夹具的五维调整台A，调节所述带光纤夹具的五维调整台B，借助于所述显微镜，调整所述输出端超小GRIN光纤镜头和所述接收端超小GRIN光纤镜头之间的轴向相对距离Z，并利用所述功率检测器和所述计算机检测并记录所述光源光束通过所述输出2而超小GRIN光纤镜头后、并由所述接收?而超小GRIN光纤镜头接收并传出的光功率Pt ；
4)将检测并记录所述接收端超小GRIN光纤镜头传出的光功率Pt与所述光源光束通过所述输出端超小GRIN光纤镜头后的光功率P ο求比值，即得所述输出端超小GRIN光纤镜头和所述接收?而超小GRIN光纤镜头之间的轴向相对距尚为Z时的親合效率。
[0008]本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点:
本发明装置将超小GRIN光纤镜头、多维调整台和功率检测器集成在一块，实现了超小
GRIN光纤镜头耦合效率的测试难题，而且操作容易、便捷。
【附图说明】
[0009]图1是本发明的超小GRIN光纤镜头耦合效率的测试装置结构示意图。
[0010]图2是本发明的超小GRIN光纤镜头结构示意图。
[0011 ]图3是本发明的超小GRIN光纤镜头耦合效率的测试方法步骤框图。
【具体实施方式】
[0012]本发明的优选实施方式结合附图论述如下:
参见图1和图2，一种超小GRIN光纤镜头耦合效率的测试装置，包括光学隔振平台101、带光纤夹具的五维调整台A102、光源103、输出端超小GRIN光纤镜头104、显微镜105、接收端超小GRIN光纤镜头106、功率检测器107、计算机108和带光纤夹具的五维调整台B109，其特征在于，所述带光纤夹具的五维调整台A102固定在所述光学隔振平台101上，所述输出端超小GRIN光纤镜头104通过光纤夹具放置在所述带光纤夹具的五维调整台A102上，所述带光纤夹具的五维调整台B109固定在所述光学隔振平台101上，所述接收端超小GRIN光纤镜头106通过光纤夹具放置在所述带光纤夹具的五维调整台B109上，所述光源103连接所述输出端超小GRIN光纤镜头104，所述接收端超小GRIN光纤镜头106依次连接所述功率检测器107和所述计算机108。
[0013]参见图1和图2，所述输出端超小GRIN光纤镜头104和所述接收端超小GRIN光纤镜头106的组成结构相同，由单模光纤201、无芯光纤202和多模光纤203依次熔接而成。
[0014]参见图3，一种超小GRIN光纤镜头耦合效率的测试方法，采用上述超小GRIN光纤镜头耦合效率的测试装置，具体实施步骤如下:
1)调整所述带光纤夹具的五维调整台A102和所述带光纤夹具的五维调整台B109，使所述输出端超小GRIN光纤镜头104和所述接收端超小GRIN光纤镜头106的中轴线重合，即保证对心；
2)利用所述功率检测器107和所述计算机108检测并记录所述光源103光束通过所述输出端超小GRIN光纤镜头104后的光功率P ο ;
3)固定所述带光纤夹具的五维调整台A102，调节所述带光纤夹具的五维调整台B109，借助于所述显微镜105，调整所述输出端超小GRIN光纤镜头104和所述接收端超小GRIN光纤镜头106之间的轴向相对距离Z，并利用所述功率检测器107和所述计算机108检测并记录所述光源103光束通过所述输出端超小GRIN光纤镜头104后、并由所述接收端超小GRIN光纤镜头106接收并传出的光功率Pt ;
4)将检测并记录所述接收端超小GRIN光纤镜头106传出的光功率P t与所述光源103光束通过所述输出端超小GRIN光纤镜头104后的光功率P ο求比值，即得所述输出端超小GRIN光纤镜头104和所述接收端超小GRIN光纤镜头106之间的轴向相对距离为Z时的耦合效率。
[0015]本实施例中，所述输出端超小GRIN光纤镜头104和所述接收端超小GRIN光纤镜头106根据发明专利(王驰，于瀛洁，方臣，唐智，齐博，张之江，“全光纤型超小探针的制作装置及方法”，中国发明专利，申请日:2011.1.14，授权专利号:ZL 201110007712.2，授权公告日:2012.7.04)，由发明人所在单位即上海大学和上海相和光纤科技有限公司联合开发制作完成的研制装置制作。
【主权项】
1.一种超小GRIN光纤镜头耦合效率的测试装置，包括光学隔振平台(101)、带光纤夹具的五维调整台A(102)、光源(103)、输出端超小GRIN光纤镜头(104)、显微镜(105)、接收端超小GRIN光纤镜头(106)、功率检测器(107)、计算机(108)和带光纤夹具的五维调整台B(109)，其特征在于，所述带光纤夹具的五维调整台A(102)固定在所述光学隔振平台(101)上，所述输出端超小GRIN光纤镜头(104)通过光纤夹具放置在所述带光纤夹具的五维调整台A(102)上，所述带光纤夹具的五维调整台B(109)固定在所述光学隔振平台(101)上，所述接收端超小GRIN光纤镜头(106)通过光纤夹具放置在所述带光纤夹具的五维调整台B( 109)上，所述光源(103)连接所述输出端超小GRIN光纤镜头(104)，所述接收端超小GRIN光纤镜头(106)依次连接所述功率检测器(107)和所述计算机(108)。2.根据权利要求1所述的超小GRIN光纤镜头耦合效率的测试装置，其特征在于，所述输出端超小GRIN光纤镜头(104)和所述接收端超小GRIN光纤镜头(106)的组成结构相同，由单模光纤(201)、无芯光纤(202)和多模光纤(203)依次熔接而成。3.—种超小GRIN光纤镜头耦合效率的测试方法，采用权利要求1或2所述的超小GRIN光纤镜头耦合效率的测试装置，其特征在于，具体实施步骤如下: 1)调整所述带光纤夹具的五维调整台A(102)和所述带光纤夹具的五维调整台B(109)，使所述输出端超小GRIN光纤镜头(104)和所述接收端超小GRIN光纤镜头(106)的中轴线重合，即保证对心； 2)利用所述功率检测器(107)和所述计算机(108)检测并记录所述光源(103)光束通过所述输出端超小GRIN光纤镜头(104)后的光功率P ο ； 3)固定所述带光纤夹具的五维调整台A(102)，调节所述带光纤夹具的五维调整台B(109)，借助于所述显微镜(105)，调整所述输出端超小GRIN光纤镜头(104)和所述接收端超小GRIN光纤镜头(106)之间的轴向相对距离Z，并利用所述功率检测器(107)和所述计算机(108)检测并记录所述光源(103)光束通过所述输出端超小GRIN光纤镜头(104)后、并由所述接收端超小GRIN光纤镜头(106)接收并传出的光功率P t ； 4)将检测并记录的所述接收端超小GRIN光纤镜头(106)传出的光功率Pt与所述光源(103)光束通过所述输出端超小GRIN光纤镜头(104)后的光功率P ο求比值，即得所述输出端超小GRIN光纤镜头(104)和所述接收端超小GRIN光纤镜头(106)之间的轴向相对距离为L时的耦合效率。
【文档编号】G01M11/02GK106092517SQ201610378486
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月1日
【发明人】王驰, 孙建美, 旷滨, 宋紫阳, 孙凡
【申请人】上海大学