基于显微成像的光纤连接器端面检测系统设计

介绍了一个基于显微成像和数字图像处理技术的非接触式光纤连接器端面自动检测系统:待测的光纤连接器固定于显微平台上,CCD接收显微物镜放大的图像并输入计算机中,然后由系统软件自动对图像进行对比度增强,二值化,平滑去噪,图像分割等处理,从而分析计算出纤芯、包层的各项几何参数。该系统可用于对光纤连接器的生产控制。     

光纤端面参数自动化测量系统的研究

为快速、准确、方便地进行光纤端面几何参数的测量,在数字图像采集和处理的基础上,研究和设计了光纤端面参数自动化测量系统。介绍了采用图像处理方式进行光纤端面几何参数自动测量的基本原理。对比了Canny边缘检测法和高通滤波法对光纤图像进行边缘检测的效果,体现出高通滤波在光纤端面图像处理中的优势。针对普通光纤、保偏光纤和光子晶体光纤不同的端面形状,设计出利用图像处理方法自动测量各种光纤端面几何参数的软件系统。结果表明该系统可有效地测量出各类光纤端面的几何参数。     

图像清晰度评价函数的研究

为了实现更为高效、准确的光纤端面自动对焦,对现有图像的清晰度评价函数进行了研究,并在此基础上,提出了一种新的计算简便、抗噪性好的清晰度评价函数。采用光纤几何参数测试仪获得光纤端面清晰成像面前后等间隔的24帧光纤端面图像,利用不同的图像清晰度评价函数对这24帧图像进行计算,得到相应的调焦曲线并分析其单峰性、单调性和抗噪性。结果显示,所提的新评价函数具有更好的表现,对自动对焦技术具有一定的参考价值。     

光纤插针三维形貌检测中的干涉图像处理

对光纤插针端面干涉计量是测量其三维形貌和几何参数的一个重要而有效的方法,采用光纤端面干涉图像静态分析方法.首先,通过Canny算子边缘提取算法,得到干涉条纹的边缘,接着用改进的随机Hough变换算法检测出边缘曲线的参数,并结合等厚干涉物理模型得到光纤插针端面的各项参数,实验结果表明,这种检测方法的重复性误差在2%以内.而且能够在1s内完成一次系统计算。     

多芯光纤活动连接器光学性能评价

为了实现对多芯光纤在光网络系统中的接续并评价连接效果，给出了一种多芯光纤活动连接器的制备方法，用光学连续波反射计和光学低相干反射计分别构建了多芯光纤活动连接器插入损耗和回波损耗测量系统。详细地分析了外在因素和端面质量对多芯光纤活动连接器插入损耗和回波损耗的影响，提出了多芯光纤活动连接器制备和对接时需要满足的三项质量控制条件：精准对芯、物理接触和不相对转动。所制备的多芯光纤活动连接器具有标准的LC型接口，采用三维轮廓仪对多芯光纤活动连接器端面的三维参数（顶点偏移、曲率半径和光纤凹凸度）以及粗糙度进行了表征。用构建的测量系统测得制备的四芯光纤活动连接器中所有纤芯通道实现了平均0.089 dB的低插入损耗和52.31 dB的高回波损耗。为多芯光纤活动连接器走向实际应用提供了制备方法和性能评价方案。     

光纤端面研磨加工的表面质量

研究光纤端面研磨时高质量表面的形成机理已成为提高光纤连接器质量和制造效率的重要课题。选用粒度为0．5-6．0μm金刚石磨料砂纸,在KE-OFP-12型光纤连接器研磨机上对光纤端面进行研磨,发现光纤研磨加工存在脆性断裂、半脆性半延性和延性等三种材料去除模式,且材料去除模式主要由磨料粒度控制,磨料粒度为3μm 时,为其脆延转换的临界点,并从理论上对其进行了分析。试验证明以延性去除得到的光纤表面粗糙度远低于以脆性断裂去除得到的表面粗糙度,是提高光纤研磨表面质量的有效途径。光纤以延性模式研磨加工时,光纤表面粗糙度可达到5nm,其表面看不到任何划痕,可使光纤连接器的插入损耗及回波损耗等光学性能满足高速、宽带光纤通信的要求。     

新型光纤连接器端面研磨抛光机的运动分析

设计一种新型的光纤连接器端面研磨抛光装置,建立该机构的运动学方程.从机构的运动角度出发,借助MATLAB语言,对该机构的运动轨迹进行仿真研究,找出影响此种机构的重要参数,总结出主要参数的变化对研磨盘运动的影响.研究结果证明此种研磨机构理论上能够较好地完成光纤连接器端面的研磨.     

一种高效的凸球端面光纤研磨机的提案

为了开发高效的针对微小凸球端面的光纤研磨机,首先提出以研磨轨迹对光纤研磨机进行分类,并对两类有代表性的光纤研磨机进行了特性分析,结果表明回转-直线式光纤研磨机的被加工工件表面的研磨速度均匀一致,没有材料去除率的差异,更适合矩阵式排列的多芯集成的MPO等光纤连接器的加工;而行星回转式光纤研磨机的研抛线速度的变化更平稳,更适合凸球端面的材料去除。在此基础上提出了一种多工位高效光纤研磨机的方案,与现行的行星回转式光纤研磨机相比,光纤端面研抛加工的效率至少可提高6倍以上,研磨/抛光片的利用率也明显提高。     

综述光纤空间相干法

本文综述了有关光纤空间相干性问题的理论研究。分别用几何光学方法和模式理论,在非相干和相干激发两种情况下,讨论了光纤出射端面处相干函数的表达式。分析了这两种情况的区别,介绍了光纤相干性测试中通用的实验手段和一些典型的结果。简述了空间相干性概念在光纤折射率分布和截止波长测量中的应用,对这类测量方法的特点进行了分析。     

光纤端面的断裂机理及制备方法

为从理论和试验两个方面解决光纤端面制备问题,根据固体断裂力学原理,分析和讨论了脆性均匀固体物质的断裂过程,得到了圆柱形物质在某一点的断裂路径具有在裂纹发展方向上的稳定性和唯一性的结论,并据此提出了一种简便的制备光纤端面的设想。根据该设想,设计了一个光纤切割装置并进行了光纤端面制备的试验。在试验过程中,分别对光纤芯径为0.2,0.3,0.6,0.8,1mm的光纤端面进行了切割,并应用读数显微镜和可见激光传输光束显示等技术手段测试了制备的光纤端面的光学质量。实验结果显示,制备的光纤端面质量完全满足实际应用的要求,质量完好的概率达到100%。     

光纤连接器插芯微内孔研磨实验装置设计

根据光纤连接器陶瓷插芯微内孔研磨的要求,分析和探讨了研磨加工的机理和工艺特点,设计了相应的研磨实验装置.实验证明:该装置设计合理、运行平稳、参数调整方便,完全满足对陶瓷插芯微内孔加工实验研究的要求,也可以作为工业生产装备使用.     

The influence of grafting process on the optical,geometrical, and structural parameters of nylon‐6 fibers

Mach–Zehnder interferometer technique is utilized to study the impact of grafting of the nylon‐6 fibers with poly (methyl methacrylate) (PMMA) polymer on the optical, geometrical, and structural properties. He–Ne laser diffraction technique is applied to study the changes in the fiber thickness of two samples (nylon‐6 blank and nylon‐6 grafted with PMMA) at different positions along the fiber length. The geometrical parameters are investigated by determining the cross‐sectional shape of the two samples. The results of the interferometric and the diffraction techniques show that there is no variation in the thickness of nylon‐6 fiber but variations in the thickness of the grafted nylon‐6 fiber are obvious. The optical and physical properties along the axis of these fibers are characterized by measuring their refractive indices, birefringence, polarizability per unit volume, dielectric constant, surface reflectivity and the refractive index profile. The results show that PMMA polymer changed the optical, geometrical, and structural properties of the nylon‐6 blank fiber. Microinterferograms are given for illustrations.     

Influences of nanoscale abrasive suspensions on the polishing of fiber-optic connectors

Effects of different nanoscale abrasive suspensions on the geometrical quality including fiber and ferrule surface roughness, fiber height, radius of curvature and apex offset, and the optical performance in terms of return and insertion losses in polishing of fiber connectors were investigated using a commercial fiber-connector polishing machine. Significant differences in geometrical and optical qualities were found among the suspensions investigated. The results indicate that a colloidal silica suspension of grit size of 50 nm gave a much better geometrical quality than conventionally used alcohol, consequently yielding a more attractive optical performance than the designated return loss of 45 dB and insertion loss of 0.3 dB.     

光纤端面研磨加工机理研究

给出了研磨光纤时的材料去除机理,选用粒度为微米及亚微米级的金刚石磨料砂纸,在研磨压力为0.48Mpa时,在KE-OFP-12型光纤连接器研磨机上对光纤端面进行了研磨实验.结果表明:光纤研磨加工的材料去除存在脆性断裂、半脆性半延性、延性等3种模式.材料去除模式主要取决于磨料的平均粒度,磨料粒度为3μm时,为脆性断裂到延性研磨的临界转换点.并从理论上对结果进行了分析,光纤以延性模式研磨加工时,光纤表面粗糙度Ra可达到纳米级,其表面看不到任何划痕,而光纤以脆性断裂模式研磨加工时,其表面粗糙度只能达到亚微米级,证明材料以延性模式去除是提高光纤表面质量的有效方法.     

新型ODC光纤连接器的性能及应用

光纤连接器是一种无源器件,它是光纤通信系统中各种装置连接所必不可少的器件。介绍了常用的光纤连接器的主要性能:插入损耗、回波损耗。并详细介绍了一种新型的ODC光纤连接器性能和应用,该户外光纤连接器完全代替同轴线的方案。加大传输距离,减少网络人工成本,无疑是网络结构体系的革新。     

超声/机械复合研磨在光纤连接器端面加工中的应用研究

探讨了在机械研磨的界面上引入超声能的复合研磨方式，将机械研磨和超声／机械研磨两种方法的去除效率、研磨质量进行了实验对比，发现超声／机械复合研磨的效率和质量都有显著提高，可以达到插入损耗小于0．1dB、回波损耗小于-60dB的性能指标；对超声／机械复合研磨的机理进行了初步分析。获得的规律对工艺研究及工业生产有指导意义。     

光纤适配器自动化装配用机械手设计与实验研究

光纤适配器是光纤连接器对中连接不可或缺的部件,文中设计了一种能够实现快速、稳定、高精度控制的完成工业中光纤适配器的组装气动机械手原型.通过合理优化机械手结构和加装缓冲器的措施来达到减振防振的目的,同时根据零件的尺寸要求对该机械手的夹持机构进行设计,使其可快速地完成适配器各组件的夹持操作.     

The Contact of a Compliant Curved and a Nominally Flat Rough Surfaces

The contact problem of a compliant curved beam loaded by a rigid flat surface is analyzed. This problem is typical of compliant metallic configured seals and electrical connectors. Both the elastic deformation of the curved beam and elastic-plastic deformation of the asperities are considered. A model for calculating the contact parameters like minimum separation, contact length and real area of contact is developed. The effect of the applied load as well as the plasticity index and other geometrical variables on the various contact parameters is investigated. It is shown that, contrary to common intuition, smaller radius of curvature is beneficial for both the sealing and electrical connector applications.     

基于光纤通道的红外视频数据采集系统

为了把红外视频数据从光电跟踪设备旋转的机上摄影系统传输并存入到机下数据采集系统中,设计了一套红外视频数据光纤传输、存储系统。视频信号电平转换后由FPGA打包组帧,经过物理层芯片协议转换,电/光转换后进行光纤传输,数据经过光纤旋转连接器进入机下数据采集系统。该系统集成了光电转化、物理层解码、数据的恢复,然后经过PCI总线与本地计算机进行DMA传输,把数据存入SATA硬盘中。取代了传统视频采集卡,集数据传输、存储为一体,简化了系统结构。