科技成果

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成果名称: 光纤偏振轴及端面形态在线测试仪开发和应用

成果登记号: 9612024Y1312

第一完成单位: 中航捷锐(西安)光电技术有限公司

联 系 人: 谢良平

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新装备

技术领域: 先进制造

应用行业: 科学研究和技术服务业

学科分类: 应用光学(140.3060)

应用状态: 产业化应用

完成人: 宋凝芳

成果简介:

光纤偏振轴及端面形态在线测试仪是通过无接触式的光学无损手段对光纤的偏振轴和端面进行形态分析、评价,解决现有仪器对研磨后的光纤缺乏直接、有效的评价方法的技术困境,突破光纤研磨与对轴耦合过程中偏振轴及端面在线测试的技术瓶颈,以满足光电子器件对轴耦合的性能要求。

在满足项目任务书提出的各项最终技术指标的前提下,项目研制过程中,牵头单位和仪器开发单位对仪器进行了方案的迭代升级和优化,着重从光路、电路和结构以及整体方案上考虑,进一步提高仪器的测量精度、稳定性和可靠性,使其能够更好地服务于高精度光纤陀螺、大功率激光器、集成光调制器以及军用光总线等光纤应用领域。

本项目仪器通过突破以下的关键技术,达到了任务书的全部指标要求:1)光纤精确定位技术,实现了步进电机和压电陶瓷输出精密位移的目标,实现了精密可控转位装置、光纤定位功能,是实现高精度光纤偏振轴和端面形态测量的基础;2)高精度光纤偏振轴测量技术,通过对光纤旋转的精密控制及平行光照明系统,测量平行光通过光纤侧面后的光强分布和对光纤端面进行精密成像,实现对不同测试情况下光纤偏振轴位置的精确测量,测试精度优于0.5度;3)高精度光纤端面形态测量技术,基于白光干涉原理实现高精度的物体表面轮廓测量,对包括光纤在内的样品表面提供直观、有效和精确的三维评价手段,其横向分辨率优于1um,纵向分辨率0.1nm4)光纤端面图像高精度采集与实时处理技术,通过降噪预处理、微扫描图像高分辨率重建,获得具有高分辨率的图像,并完成对测试数据的实时处理,最终通过LCD进行结果显示,图像处理精度接近0.3CCD像素尺寸;5)在线测试仪整机环境适应性技术,对环境分析中确定的环境因素进行模拟,暴露产品的问题和缺陷,分析原因,进而采取改进措施或优化设计,使产品具有较强的环境适应性。以上述关键技术为基础,项目产出了光纤偏振轴测试仪、光学轮廓仪、Y波导/光纤环直接耦合系统、保偏光纤POL测试系统和光纤偏振轴及端面在线测试仪一系列仪器。

根据任务书要求,对光纤偏振轴及端面在线测试仪进行了指标测试。仪器通过了第三方测试,验证了仪器的性能,说明了仪器的可应用性。研制的光纤偏振轴及端面在线测试仪具有自主知识产权,形成了4类模块化产品,性能指标达到国际同类产品先进水平。模块化产品在多家国内相关单位进行示范应用,解决了用户核心器件研制过程中的在线精确测试问题,提高了器件生产效率和质量的一致性。

通过项目和各任务的研发工作,为国内光纤偏振轴和端面形态的高精度测量起到了有效推动作用。弥补了国内没有同级别高精度测试设备的空缺,有效拉低了国外同类产品的售价,更好地服务于国家光纤相关领域,为国家光纤领域的发展打下了坚实的基础。