Портативный интерферометр Thorlabs для исследования геометрии торца оптоволоконного разъема (одно волокно)
Интерферометр Vytran® Connect-Chek™ компании Thorlabs автоматически с высокой точностью измеряет радиус кривизны полировки, смещение вершины и высоту волокна в любом одноволоконном (одножильном) PC или APC разъеме. Интерферометр CC6000 использует бесконтактный метод фазового анализа для быстрых и надежных измерений геометрии торцов разъемов. Этот компактный интерферометр имеет ручку для переноски и должен быть подключен к настольному компьютеру или ноутбуку (не входит в комплект) со стандартным портом USB 2.0 для работы. Прилагаемое программное обеспечение CC6000, которое используется для управления интерферометром, может быть установлено на компьютер с минимальными требованиями. Предназначенный для использования как на заводе, так и в полевых условиях, этот интерферометр предоставляет важную информацию о качестве, необходимую для обеспечения долговременной эффективной работы оптоволоконных разъемов.
В комплект поставки интерферометра CC6000 Thorlabs входят: держатель CC250P для разъемов для PC разъемов с наконечником Ø2.50 мм и инструмент калибровки RT250P держателя CC250P. Держатели и калибровочные инструменты, которые позволяют работать с другими PC или APC разъемами доступны для заказа отдельно. При использовании с соответствующим креплением для разъемов APC интерферометр CC6000 также способен измерять угол APC и ключевые отклонения.
Поставляемое ПО с функцией Live View позволяет пользователю регулировать фокус в режиме реального времени для максимального контраста изображения, что гарантирует высокую точность и скорость измерений
Метод анализа
Интерферометр CC6000 Thorlabs Connect-Chek ™ использует уникальную методику анализа, при которой разъем удерживается под небольшим углом наклона таким образом, что интерференционная картина - круглые полосы по торцу разъема. Эта картина предоставляет всю информацию, необходимую для измерения разъема, без необходимости использования дорогостоящих устройств с фазовым сдвигом. После простой калибровки для измерения наклона сферический радиус кривизны, высота волокна и смещение вершины рассчитываются с использованием расширенных алгоритмов. Дополнительным преимуществом такого анализа является то, что подходит любой небольшой угол наклона, поэтому никаких механических настроек не требуется. Отсутствие механической регулировки позволяет проводить измерения за промежутки времени вплоть до 1 секунды и легко обслуживать устройство.
Измерения одноволоконных разъемов
Интерференция создает интерференционную картину в виде колец на разъеме. Она может быть визуализирована как топографическая карта поверхности. Каждая полоса находится на расстоянии полуволны выше или ниже соседних полос, показывая разницу в высоте по всей поверхности.
|
Радиус кривизны и высота волокна
|
Смещение вершины |
Радиус кривизны
Радиус кривизны - это средний радиус кривизны (в мм) торца разъема. Он определяется как радиус лучшей аппроксимации поверхности, рассчитанный с использованием метода наименьших квадратов. Хотя обычно сфера является наиболее подходящей моделью, эллипсоид может использоваться для большого или малого радиуса кривизны. Сферический радиус кривизны напрямую коррелирует с диаметром и расстоянием между круговыми полосами, создаваемыми интерферометром.
Высота волокна
Высота волокна - это величина подреза или выступа (в нм) волокна в разъеме. Он определяется как разница между высотой в центре волокна и сферически спроецированной высотой наконечника в том же месте.
Когда разъем слегка отклонен от оси, любые изменения в интерференционной картине на границе между волокном и наконечников указывают на выступ или подрезание волокна. Эти изменения пропорциональны изменению высоты волокна, что позволяет уникальным алгоритмам программного обеспечения CC6000 Thorlabs использовать эту информацию для измерения высоты волокна.
Смещение вершины
Смещение вершины определяется как разность между вершиной наконечника и центром волокна. Как видно на изображении сверху, смещение вершины можно количественно определить, как линейное расстояние (в мкм).
Когда разъем перпендикулярен оптическому пути, как в традиционном интерферометре, смещение вершины - это расстояние от центра волокна до самой высокой точки полировки. Интерферометр CC6000 Thorlabs способен рассчитывать смещение вершины полировки даже в предварительно установленном наклонном положении разъема. Вращение разъема не изменит измерения смещения, потому что центр волокна является центром вращения для наконечника. Если разъем удерживается в наклонном положении относительно оптического пути, смещение вершины - это расстояние от центра вращения до самой высокой точки полировки.
Программное обеспечение
Удобное программное обеспечение позволяет любому пользователю с минимальным опытом точно измерять геометрию торца оптоволоконного разъема. После выполнения бесконтактного интерферометрического измерения торца оптоволоконного разъема интерферометр CC6000 Thorlabs автоматически сгенерирует трехмерное изображение, показывающее измеренный радиус кривизны, смещение вершины и высоту волокна. Эта мгновенная визуальная обратная связь помогает пользователям понять основные моменты контроля и обеспечения качества, позволяя им получить максимальную эффективность от своих высокопроизводительных оптоволоконных разъемов.
Пользовательский интерфейс программного обеспечения прост в освоении, каждый параметр отображается в интуитивно понятных вкладках меню. Окна Измерение, Настройка, Калибровка или История могут быть вызваны несколькими щелчками мыши. Можно загрузить предустановленные параметры сканирования могут быть загружены, чтобы проводить измерения «годен / не годен» для разъемов PC с использованием IEC, Telcordia или ваших собственных стандартов. Данные могут быть сохранены в файл Excel в любом каталоге локально или в сети, а также сохранены в базе данных SQL. ПО CC6000 Thorlabs может быть установлена на ПК с ОС Windows® 7, 8 или 10.
Для более детального анализа пользователь может переключиться на 3D формат отображения данных и отобразить результаты в режиме Scale, чтобы увидеть настройки на проверку «годен / не годен»
Пользователи с правами администратора могут контролировать практически все функции программного обеспечения, включая возможности калибровки и конфигурации программ. Пользователи с правами оператора могут загрузить предварительно установленные конфигурации, нажав кнопку «Загрузить параметры». Измерения для каждого разъема можно затем выбрать в интерфейсе ПО для печати в отчете. Ниже приведены несколько примеров снимков экрана, показывающих некоторые ключевые функции программного обеспечения CC6000 Thorlabs.
Основные функции ПО
|
Отображение данных в режиме Live |
Отображение данных в режиме 3D |
Контроль областей измерений
Система позволяет устанавливать пользовательские настройки в отношении процесса измерений, включая настройки конфигурации областей, используемых для измерения, как показано выше.
|
Вкладка «Результаты», режим отображения значений (APC разъем)
Отображение результатов в виде численных значений; Значения, которые соответствуют предустановленным настройкам, будут зелеными, а те, которые не соответствуют, будут показаны красным.
|
Вкладка «Результаты», режим «Шкала» (APC разъем)
Отображение результатов на шкале позволяет быстро визуально оценить результаты с точки зрения пределов; пользователи могут видеть тенденцию последовательных измерений и корректировать свой процесс, чтобы предотвратить ухудшения качества разъемов.
|
Анализ интерференционных картин
Инспекционные интерферометры разделяют свет от источника между эталонной плоскостью и тестируемой поверхностью. Путем рекомбинации лучей эталонного плеча и плеча образца создается интерференционная картина, позволяющая исследовать дефекты в наконечнике волокна без физического контакта.
При идеальном производстве волокна полируются таким образом, чтобы высота, кривизна и угол наконечника совпадали с волокном. Без каких-либо дефектов торцевая поверхность волокна будет соответствовать остальной части наконечника. Эта интерферограмма будет концентрическая картина чередующихся светлых и темных полос (рис. 1). Расположение конца волокна обозначено зеленым на схемах и обведено зеленым на интерференционных картинах.
Обратите внимание, что волокно не идеально центрировано в наконечнике. Будет небольшое смещение между центром волокна и вершиной полировки; часто смещенное от центра волокно может облегчить просмотр помех интерференционной картины, так как волокно взаимодействует с большим количеством полос.
|
|
|
Рисунок 1: Слева показано поперечное сечение наконечника с идеально отполированным волокном. Изображение интерференционной картины, созданной этим волокном, можно увидеть справа. На этих изображениях торец волокна отмечен зеленым. Обратите внимание, что полосы проходят непрерывно при прохождении по торцу волокна.
Отклонения от идеальной полировки приведут к видимым искажениям в области зеленого кружка интерференционной картины. Если конец волокна выступает за поверхность наконечника, интерференционная картина будет искажена: интерференционные линии сдвинутся от вершины (Рисунок 2). Если конец волокна ниже поверхности наконечника, интерференционная покажет искажение со сдвигом в другую сторону (рис. 3). Волокно, расположенное ниже поверхности наконечника может собирать пыль, которая будет либо поглощать, либо рассеивать свет, вызывая появление точек на интерференционной картине (рис. 4). Если конец волокна раскололся в процессе полировки, интерференционная картина будет очень нерегулярной (рисунок 5).
|
|
|
|
|
|
Рисунок 3: Слева показано поперечное сечение наконечника с подрезанным волокном. Изображение интерферограммы, созданной этим волокном, можно увидеть справа. На этих изображениях торец волокна отмечен зеленым. Обратите внимание на то, как полосы перекосятся к вершине кривизны при прохождении через торцевую поверхность волокна.
|
|
|
Рисунок 4: Слева показано поперечное сечение наконечника с подрезанным волокном, в полости скопилась пыль. Изображение интерферограммы, созданной этим волокном, можно увидеть справа. На этих изображениях торец волокна отмечен зеленым. Обратите внимание на темные и светлые пятна на поверхности волокна из-за поглощения и рассеивания пыли.
|
|
|
Рисунок 5: Слева показано поперечное сечение наконечника с поврежденным выступающим волокном. Изображение интерференционной картины, созданной этим волокном, можно увидеть справа. На этих изображениях торец волокна отмечен зеленым. Каждый осколок будет разным; важно отметить, что интерферограмма будет иметь несколько отражающих граней, в результате чего полосы будут выглядеть сильно искаженными.
