本實(shí)用新型涉及光學(xué)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光纖透鏡的焦距測(cè)量系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，光纖在各個(gè)領(lǐng)域起著越來(lái)越重要的作用。在光纖通信和光纖傳感系統(tǒng)中，都會(huì)用到光纖透鏡進(jìn)行耦合或者成像。相比傳統(tǒng)光學(xué)中常用的光學(xué)透鏡組，透鏡光纖有著靈活方便，易于集成封裝、加工制作的眾多優(yōu)點(diǎn)。目前技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域和生產(chǎn)領(lǐng)域可以實(shí)現(xiàn)制作平面，斜面，楔形面，圓錐面，甚至是帶有一定曲率的球面等透鏡光纖。相比于傳統(tǒng)的光學(xué)透鏡，由于光纖尺寸很小，光纖透鏡的焦距一般也是在微米至毫米量級(jí)。傳統(tǒng)的焦距測(cè)量方式不適用于光纖透鏡的焦距測(cè)試。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)焦距測(cè)量方式無(wú)法測(cè)量光纖透鏡的焦距的缺陷，提供一種可以方便快捷的測(cè)試光纖透鏡焦距的光纖透鏡的焦距測(cè)量系統(tǒng)。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

本實(shí)用新型提供一種光纖透鏡的焦距測(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括光纖透鏡和反射鏡，光纖透鏡和反射鏡安裝在可調(diào)節(jié)兩者之間距離和角度的焦平面調(diào)節(jié)裝置上；該系統(tǒng)還包括光源、環(huán)形器、探測(cè)器和控制器；其中：

環(huán)形器包括輸入端口、反射端口和輸出端口，光源與環(huán)形器的輸入端口相連，環(huán)形器的反射端口與光纖透鏡相連，環(huán)形器的輸出端口與探測(cè)器相連；焦平面調(diào)節(jié)裝置和探測(cè)器均與控制器相連。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的焦平面調(diào)節(jié)裝置包括手動(dòng)位移臺(tái)和電動(dòng)位移臺(tái)，光纖透鏡安裝在手動(dòng)位移臺(tái)上，反射鏡安裝在電動(dòng)位移臺(tái)上。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的手動(dòng)位移臺(tái)上設(shè)置有可調(diào)節(jié)位置的夾具，光纖透鏡固定在夾具上。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的電動(dòng)位移臺(tái)上設(shè)置有可調(diào)鏡架，反射鏡固定在可調(diào)鏡架上，可調(diào)鏡架能調(diào)節(jié)反射鏡的位置和角度；電動(dòng)位移臺(tái)的調(diào)節(jié)精度為毫米量級(jí)。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的該系統(tǒng)還包括電動(dòng)位移臺(tái)控制器，電動(dòng)位移臺(tái)通過(guò)電動(dòng)位移臺(tái)控制器與控制器相連，電動(dòng)位移臺(tái)和電動(dòng)位移臺(tái)控制器之間通過(guò)RS232串口線(xiàn)相連，電動(dòng)位移臺(tái)控制器與控制器之間通過(guò)USB轉(zhuǎn)串口線(xiàn)相連。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的探測(cè)器為光功率計(jì)，光功率計(jì)通過(guò)USB采集卡與控制器相連，光功率計(jì)與USB采集卡之間通過(guò)BNC接口線(xiàn)相連，USB采集卡與控制器之間通過(guò)USB線(xiàn)相連。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的反射鏡為反射率大于99％的鍍膜鏡片。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的光源、光纖透鏡和探測(cè)器均通過(guò)光纖與環(huán)形器相連。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的光源輸出的光纖與環(huán)形器的輸入端口通過(guò)法蘭連接。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的環(huán)形器的反射端口的光纖與光纖透鏡的非透鏡一端的連接方式包括：熔接；通過(guò)跳線(xiàn)及法蘭對(duì)接。

本實(shí)用新型產(chǎn)生的有益效果是：本實(shí)用新型的光纖透鏡的焦距測(cè)量系統(tǒng)，通過(guò)焦平面調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)反射鏡的角度和位置，并通過(guò)探測(cè)器測(cè)量反射光的功率，得到光纖透鏡的反射曲線(xiàn)，根據(jù)輸出光功率的峰值得到光纖透鏡的焦距；該系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確的測(cè)量光纖透鏡的焦距，并且測(cè)量過(guò)程方便、快捷；該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝置成本低，精度可靠。

附圖說(shuō)明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中：

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的系統(tǒng)框圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例的光纖透鏡的焦距測(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括光纖透鏡和反射鏡，光纖透鏡和反射鏡安裝在可調(diào)節(jié)兩者之間距離和角度的焦平面調(diào)節(jié)裝置上；該系統(tǒng)還包括光源、環(huán)形器、探測(cè)器和控制器；其中：

環(huán)形器包括輸入端口、反射端口和輸出端口，光源與環(huán)形器的輸入端口相連，環(huán)形器的反射端口與光纖透鏡相連，環(huán)形器的輸出端口與探測(cè)器相連；焦平面調(diào)節(jié)裝置和探測(cè)器均與控制器相連。

焦平面調(diào)節(jié)裝置包括手動(dòng)位移臺(tái)和電動(dòng)位移臺(tái)，光纖透鏡安裝在手動(dòng)位移臺(tái)上，反射鏡安裝在電動(dòng)位移臺(tái)上。手動(dòng)位移臺(tái)上設(shè)置有可調(diào)節(jié)位置的夾具，光纖透鏡固定在夾具上。電動(dòng)位移臺(tái)上設(shè)置有可調(diào)鏡架，反射鏡固定在可調(diào)鏡架上，可調(diào)鏡架能調(diào)節(jié)反射鏡的位置和角度；電動(dòng)位移臺(tái)的調(diào)節(jié)精度為毫米量級(jí)。

該系統(tǒng)還包括電動(dòng)位移臺(tái)控制器，電動(dòng)位移臺(tái)通過(guò)電動(dòng)位移臺(tái)控制器與控制器相連，電動(dòng)位移臺(tái)和電動(dòng)位移臺(tái)控制器之間通過(guò)RS232串口線(xiàn)相連，電動(dòng)位移臺(tái)控制器與控制器之間通過(guò)USB轉(zhuǎn)串口線(xiàn)相連。

本實(shí)施例中的探測(cè)器為光功率計(jì)，光功率計(jì)通過(guò)USB采集卡與控制器相連，光功率計(jì)與USB采集卡之間通過(guò)BNC接口線(xiàn)相連，USB采集卡與控制器之間通過(guò)USB線(xiàn)相連。

本實(shí)施例中的反射鏡為反射率大于99％的鍍膜鏡片。

光源、光纖透鏡和探測(cè)器均通過(guò)光纖與環(huán)形器相連。光源輸出的光纖與環(huán)形器的輸入端口通過(guò)法蘭連接。環(huán)形器的反射端口的光纖與光纖透鏡的非透鏡一端的連接方式包括：熔接；通過(guò)跳線(xiàn)及法蘭對(duì)接。

在本實(shí)用新型的另一個(gè)具體實(shí)施例中，光纖透鏡的焦距測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括光源，光纖環(huán)形器、電動(dòng)平移臺(tái)、一維手動(dòng)平移臺(tái)、反射鏡、可調(diào)鏡架、探測(cè)器、USB采樣卡和電腦。

光源可根據(jù)測(cè)試的波長(zhǎng)進(jìn)行選擇，功率需要大于1mw。環(huán)形器也可以用耦合器代替，這種情況下光路損壞會(huì)增加，需要相應(yīng)增大光源的功率。電動(dòng)平移臺(tái)的行程可以根據(jù)所需要測(cè)量的光纖透鏡特性選擇，精度在微米量級(jí)。反射鏡選用反射率大于99％的鍍膜鏡片，可調(diào)鏡架用來(lái)調(diào)節(jié)反射鏡的角度。光功率計(jì)通過(guò)USB線(xiàn)連接電腦，讀取功率數(shù)據(jù)。理想情況下，光線(xiàn)經(jīng)過(guò)光纖透鏡后會(huì)聚到焦平面上。當(dāng)反射鏡平移至光纖透鏡的焦平面上時(shí)，光線(xiàn)將從反射鏡上返回，所有光線(xiàn)能夠經(jīng)過(guò)光纖透鏡回到光纖中，然后經(jīng)過(guò)環(huán)形器被光功率計(jì)接收。當(dāng)反射鏡偏離焦平面時(shí)，就只有部分光線(xiàn)能夠返回被光纖透鏡接收最后達(dá)到光功率計(jì)。所以，在反射鏡移動(dòng)的過(guò)程中，只有當(dāng)反射鏡與光纖透鏡的距離為光纖透鏡的焦距時(shí)，光功率計(jì)測(cè)得的返回功率最大。通過(guò)光功率最大時(shí)，讀出電動(dòng)位移平臺(tái)的移動(dòng)距離即可求出光纖透鏡的焦距。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所用器件設(shè)備價(jià)格便宜，精度可靠。

光源輸出尾纖與環(huán)形器輸入端口通過(guò)法蘭連接，環(huán)形器反射端口尾纖與待側(cè)光纖透鏡的非透鏡一端進(jìn)行熔接或者通過(guò)跳線(xiàn)及法蘭對(duì)接。環(huán)形器輸出端口輸出尾纖連接到探測(cè)器，探測(cè)器的輸出連接到USB采樣卡上，采樣卡的輸出連接到電腦。通過(guò)電腦上位機(jī)控制可以讀出輸出光功率。電腦通過(guò)串口線(xiàn)與電動(dòng)位移臺(tái)控制連接，然后電動(dòng)位移臺(tái)控制器再與電動(dòng)位移臺(tái)連接，這樣能夠通過(guò)電腦上位機(jī)控制電動(dòng)位移臺(tái)的運(yùn)動(dòng)。

整個(gè)系統(tǒng)連接完成后，將光纖透鏡需放置在夾具中固定，反射鏡安裝在鏡座中并放置在電動(dòng)位移臺(tái)上，并使光纖透鏡和反射鏡在水平同一高度上。

打開(kāi)光源，光經(jīng)過(guò)環(huán)形器由輸入端口至反射端口進(jìn)入光纖透鏡，通過(guò)調(diào)整反射鏡的角度，使光纖透鏡輸出光垂直入射到反射鏡上。光經(jīng)過(guò)反射鏡反射，返回光通過(guò)光纖透鏡、環(huán)形器最后到達(dá)探測(cè)器。只有當(dāng)反射鏡平移至光纖透鏡的焦平面上時(shí)，從反射鏡上返回的所有光線(xiàn)能夠再經(jīng)過(guò)光纖透鏡回到光纖中，而當(dāng)反射鏡偏離焦平面時(shí)，就只有部分光線(xiàn)能夠返回經(jīng)過(guò)光纖透鏡回到光纖中。調(diào)整好反射鏡和光纖的位置后，通過(guò)電腦控制位移平臺(tái)程控馬達(dá)的移動(dòng)，同時(shí)對(duì)探測(cè)器輸出及電動(dòng)位移臺(tái)的位置信息進(jìn)行采樣得到輸出光功率隨位置變化的曲線(xiàn)。根據(jù)電動(dòng)位移平臺(tái)的移動(dòng)距離和光功率的讀數(shù)畫(huà)出光纖透鏡的反射曲線(xiàn)，定位曲線(xiàn)峰值便可以得到透鏡的焦距。

應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。