一种多芯光纤干涉校准标样及校准多芯干涉仪的方法

技术领域

本发明涉及多芯光纤干涉仪校准检测技术领域，尤其涉及一种多芯光纤干涉校准标样及该校准标样校准多芯干涉仪的方法。

背景技术

现有的多芯光纤干涉仪用标准标样仅在同一个器具平面内的窄带阵列结构，不能覆盖多芯光纤干涉仪宽量程校准要求，而且没有既能满足单量校准的同时，又能满足多量值的多芯光纤三维形状表征要求的校准标样。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种多芯光纤干涉校准标样及该校准标样校准多芯干涉仪的方法，该多芯光纤干涉校准标样能扩充标样范围和减少不同材料特性等引入测量不确定影响量，提高校准精度、有利于多芯光纤干涉仪多量值测量校准及功能扩展，结构紧凑、体积小、多量值，便于归一存放。

本发明的目的通过以下的技术方案来实现：

一种多芯光纤干涉校准标样，包括座体和基套；所述座体安装在基套上；

所述座体包括光纤套筒和光纤；光纤套筒包裹在光纤的外侧面上；所述基套的上表面为测试表面，测试表面至少包括两芯以上的光纤特征面，光纤特征面具有多芯光纤台阶；所述光纤特征面的单个光纤顶部与纤芯拟合面的距离为对应纤芯下陷；所述光纤特征面单个光纤顶部与光纤套筒上端拟合面的距离为对应标注光纤高度。

一种多芯光纤干涉校准标样校准多芯干涉仪的方法，包括：

将多芯光纤干涉校准标样置于多芯光纤干涉仪工作台上，调整控制多芯光纤干涉仪的精密位移器，观察多芯光纤干涉校准标样的测试干涉图像；

对测试表面的标准光纤高度和套筒端面的标准纤芯下陷进行测量，将测量值与多芯光纤干涉校准标样的校准值进行比对；

调整座体位置，避开粘合表面对套筒表面的标准光纤高度差进行扫描，得到扫描图像并进行微观三维重构后进行测量；

将测量值和多芯光纤干涉校准标样的校准值进行对比，记录并分析，取出标样，完成多芯光纤干涉仪校准。

与现有技术相比，本发明的一个或多个实施例可以具有如下优点：

多芯光纤干涉校准标样结构紧凑、体积小，多量值，便于归一存放、能扩充标样范围和减少不同材料特性等引入测量不确定影响量，提高校准精度、有利于多芯光纤干涉多量值测量校准及功能扩展。

附图说明

图1a和1b是多芯光纤干涉校准标样的立体结构示意图；

图2是多芯光纤干涉校准标样基体的剖视图；

图3是多芯光纤干涉校准标样校准多芯干涉仪的方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述。

如图1a、1b和图2所示，为多芯光纤干涉校准标样图和多芯光纤干涉校准标样基体的剖视图，包括座体10和基套20；所述座体10安装在基套20上；所述座体10包括光纤套筒11和光纤12；光纤套筒11包裹在光纤12的外侧面上；所述基套20的上表面为测试表面，测试表面至少包括两芯以上的光纤特征面，光纤特征面具有多芯光纤台阶18；所述光纤特征面的单个光纤顶部与纤芯拟合面的距离为对应纤芯下陷15；所述光纤特征面单个光纤顶部与光纤套筒11上端拟合面的距离为对应标注光纤高度14。

多芯光纤干涉标样是校准多芯干涉仪的标准器。

多芯光纤台阶18的高度为标准光纤高度14，光纤特征面的各个光纤均有对应标准光纤下陷，各阵列光纤平面的相互错开，并形成标准光纤高度差15。

所述基套20上标识21，所述标识21与光纤12的方向相对应。标识21的设置，方便对其余形状拟合后标识21截面数据的提取，用以获取标准高度和标准纤芯下陷等指标。

所述测试表面13包括第一级光纤面、第二级光纤面，第一级光纤面和第二级光纤面分别为拟合面；第一级光纤弧面为光纤端面131，第二级光纤面为套筒端面132。呈圆形的第一级光纤面、第二级光纤面，方便干涉仪条纹的收集。

陈列光纤表面的标注光纤高度覆盖0至10微米，光纤纤芯面的下陷标准值覆盖0至1微米；提高光纤高度及纤芯下陷的校准适用性。

所述座体10还包括粘合区域16，该粘合区域16的上端端面为粘合表面161；所述光纤套筒11通过粘合区域16包裹粘合在光纤12的外侧面上。在二维维校准时，可通过接触扫描多芯光纤干涉校准标样表面形貌以获取标准光纤高度和标准纤芯下陷等指标；在三维模式下，通过同时扫描光纤端面131和套筒端面132获得三维形貌后，再去除光纤表面131及粘合表面161形状，以获取标准光纤高度和标准纤芯下陷等指标。

所述光纤套筒11由环氧树脂或硅制成；所述光纤12由二氧化硅或硅制成。

使用时，先放入多芯光纤干涉校准标样，光束通过分光在测试表面上调整控制精密位移器，形成显微表面光学精密干涉，多芯干涉条纹通过探测传感器收集；通过条纹背景光强分布运算微表面干涉条纹逐点相位差与多芯光纤各特征面高度差进行逐一映射，处理后得到融合图像并通过微观三维重构测量法与标准量值对比校准；通过条纹背景光强分布运算干涉条纹相位差与多芯光纤各特征面纤芯下陷进行逐一映射，处理后得到融合图像并通过微观三维重构测量法与标准下陷量值对比校准；通过条纹背景光强分布运算微表面干涉条纹逐点相位差与多芯光纤各特征面的高度差进行逐一映射，处理后得到融合图像并通过微观三维重构测量法与多芯各阵列光纤高度差与标准光纤高度差量值对比校准；该多芯光纤干涉校准标样能扩充标样范围和减少不同材料特性等引入测量不确定影响量，提高校准精度、有利于多芯光纤干涉仪多量值测量校准及功能扩展，结构紧凑、体积小、多量值，便于归一存放。

如图3所示，本实施例还提供了一种多芯光纤干涉校准标样校准多芯干涉仪的方法，包括以下步骤：

步骤10将多芯光纤干涉校准标样置于多芯光纤干涉仪工作台上，调整控制多芯光纤干涉仪的精密位移器，观察多芯光纤干涉校准标样的测试干涉图像；

步骤20对测试表面的标准光纤高度和套筒端面的标准纤芯下陷进行测量，将测量值与多芯光纤干涉校准标样的校准值进行比对；

步骤30调整座体位置，避开粘合表面对套筒表面的标准光纤高度差进行扫描，得到扫描图像并进行微观三维重构后进行测量；

步骤40将测量值和多芯光纤干涉校准标样的校准值进行对比，记录并分析，取出标样，完成多芯光纤干涉仪校准。

上述校准方法能够扩充标样范围和减少不同材料特性等引入测量不确定影响量，提高校准精度、有利于多芯光纤干涉仪多量值测量校准及功能扩展，可进行光纤高度、纤芯下陷、光纤高度差等指标的校准，校准效果好。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。