Интерферометр Thorlabs для исследования геометрии торца многоволоконного разъема

Прибор для измерения геометрии торца оптоволокна Vytran® GL16 компании Thorlabs представляет собой простую в использовании систему для измерения и визуализации геометрии торца одно- и многоволоконных разъемов. В нем используется бесконтактная сканирующая низкокогерентная интерферометрическая методика (SWLI), чтобы обеспечить высокую точность, повторяемость и надежность при тестировании оптоволоконного разъема, особенно при тестировании на соответствие / несоответствие требованиям с использованием стандартов IEC или Telcordia. Все компоненты системы, такие как интерферометр, прецизионная оптика, высокоскоростные камеры и система управления, полностью интегрированы в закрытый корпус. Управление осуществляется локально через 7-дюймовый емкостной сенсорный дисплей или удаленно через приложение на основе браузера. Волокна и соединительные кабели монтируются для тестирования с использованием сменных крепежных приспособлений, в комплект входит одно крепежное приспособление GL16M4, другие комплектующие продаются отдельно.

В интерферометре GL16 используется широкополосный светодиодный источник света с длиной волны 570 нм c линзой объектива, оптимизированной для интерферометра Майкельсона, для измерения фазового сдвига при изменении высоты "ступеньки" до 35 мкм. Пьезоэлектрическая платформа перемещает линзу относительно разъема и собирает полученные в результате интерференционные картины с помощью камеры высокого разрешения. Создается трехмерная карта высоты поверхности разъема, которая затем используется для расчета геометрических параметров волокна. Низкокогерентная интерферометрия позволяет проводить высокоточные измерения поверхности разъема или волокна, и позволяет характеризовать подрезанные или выступающие волокна, которые не будут распознаны при использовании монохроматического интерферометра.

Управление интерферометром можно осуществлять с помощью встроенного сенсорного дисплея 10.15 x 18.38 x 11.14 (257.8 мм x 466.9 мм x 238.0 мм) и программного обеспечения с возможностью задания параметров измерений и тестов. Программное обеспечение GL16 Thorlabs содержит базу данных требований IEC и Telcordia к качеству торца разъема, пользовательские параметры также могут быть запрограммированы и использованы. Порт USB 3.0 на задней панели позволяет управлять системой с помощью внешней мыши, клавиатуры или сканера штрих-кода. Ethernet порт предоставляется для удаленной работы, диагностики и обновления программного обеспечения.

Устройства крепления разъемов

Установите соединительный кабель или оптоволокно для тестирования в порт, расположенный на передней панели системы, с помощью сменного монтажного приспособления, приобретаемого отдельно. Автоматическая установочная платформа может быть наклонена под углом 0 ° или 8 ° для измерения разъемов с плоской или угловой полировкой (APC).

Для волоконно-оптических кабелей с одним волокном держатели GL16S1 и GL16S2 оснащены гибким механизмом фиксации и пластиной с апертурой для выравнивания торца волокна в интерферометре. Доступны держатели для разъемов с наконечниками диаметром 2.5 мм (например, разъемы FC / PC, FC / APC, SC / PC, SC / APC или ST / PC) или диаметром 1.25 мм (например, LC / PC).

Для многоволоконных кабелей Thorlabs предлагает держатели наконечников MT типа, а также разъемов MPO с 12 или 16 волокнами в ряду. Наконечники или разъемы с несколькими рядами волокон (всего до 72 волокон) могут быть установлены с помощью этих держателей. Эти True Angle ™ держатели оснащены встроенной пластиной с апертурой. Направляющие штифты позволяют легко вставлять разъемы в крепление с повторяемым расположением; это позволяет с высокой точностью измерять угол наклона поверхности разъема. В комплект поставки каждого интерферометра GL16 входит один держатель наконечника MT-типа на 12-волокон (GL16M4).

Особенности:

• Полностью автоматизированный интерферометр для анализа геометрии торца оптоволоконных разъемов с одним или несколькими волокнами;
• Бесконтактная низкокогерентная сканирующая интерферометрия;
• Формирование графической 3D модели торца разъема;
• Для работы с разъемами:
• Ø2.5 мм наконечник: FC/PC, FC/APC и SC/PC разъемы;
• Ø1.25 mm наконечник: LC/PC разъемы;
• 12- и 16-волоконный наконечник MT-типа: MTP^® и MPO разъемы;
• Интуитивно-понятный интерфейс:
• ПО для локального управления системой;
• Сенсорный дисплей 7" на передней панели;
• Приложение для удаленной работы с системой;
• Управление наклонной платформой с помощью ПО.
• Экспорт данных в .CSV формате, SQL базу данных и отчет сканирования.

Измерения

Интерферометр GL16 Thorlabs обеспечивает очень точные измерения геометрии торца волокна. В отличие от прибора проверки волокна, который оценивает поверхность на наличие царапин, грязи и ям, интерферометр для исследования топографии торца измеряет посадку волокна и соединителя, включая такие параметры, как кривизна поверхности и наличие выступающего / утопленного волокна в торце наконечника

Измерения одноволоконного разъема

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.

Высота волокна

Отображает величину подреза или выступа (в нм) волокна в разъеме. Определяется как разница между высотой в центре волокна и предполагаемой высотой наконечника в том же месте. Прогнозируемая высота наконечника может быть определена с помощью сферического или плоского метода. Сферический метод рекомендуется в процедурах тестирования TIA и IEC для разъемов FC / PC или FC / APC, в то время как метод плоской высоты часто используется для плоских полированных разъемов.

Смещение вершины (угловое и линейное)

Смещение вершины определяется как отклонение вершины сферического торца наконечника от центра волокна. Линейное смещение определяется как расстояние от вершины (верхней точки) сферического торца наконечника до центра волокна, измеренное в плоскости, перпендикулярной оси волокна. Угловое смещение - это угол между радиальной линией, проходящей через верхнюю точку полировки, и радиальной линией, проходящей через центр волокна.

Угол полировки (APC или разъемы с плоской полировкой)

Угол полировки определяется как номинальный угол наклона полировки торца разъема. Это значение измеряется только в том случае, если сканирование настроено для разъемов, заполированных под углом (APC), или разъема с плоской полировкой торца.

Key Error (только APC разъемы)

Отображает угловое направление смещения полировки для разъемов APC. Величина Key Error определяется как угол линии, проведенной от центра волокна к вершине торца. Это значение можно использовать для уточнения или коррекции процедуры, используемой для полировки угловой поверхности разъема. Это значение измеряется только в том случае, если сканирование настроено для разъема APC.

Угол скола (только для сколотых волокон)

Отображает угловой наклон плоскости, которая наилучшим образом аппроксимирует область торца волокна. Измерение наклона проводится относительно плоскости, перпендикулярной оси распространения волокна. Это значение измеряется только в том случае, если сканирование настроено на сколотое волокно без наконечника или разъема.

Угловое смещение (только для сколотых волокон)

Отображает угловое направление торца сколотого волокна. Это значение измеряется только в том случае, если сканирование настроено на сколотое волокно без наконечника или разъема.

Измерения многоволоконных разъемов

Угол торца

Отображает угловое отклонение (в градусах) торца разъема от плоскости, перпендикулярной осевым линиям направляющих отверстий. Угол торца измеряется как по оси X, так и по оси Y плоскости.

Угол плоскости волокна

Указывает угол плоскости, которая наилучшим образом соответствует всем торцам волокон на разъеме. Угол определяется относительно плоскости, перпендикулярной усредненным осевым линиям двух направляющих отверстий разъема. Угол плоскости волокна измеряется как по оси X, так и по оси Y плоскости. В случае разъема только с одним рядом волокон угол по оси Y определяется наилучшим прилеганием к наконечнику.

Радиус кривизны волокна

Отображает радиус кривизны для каждого волокна в тестируемом наконечнике или разъеме. Каждый радиус определяется путем аппроксимации идеальной сферой торца волокна.

Минус-Компланарность

Минус-компланарность описывает разность высот между наименее выступающим (самым низким) волокном и плоскостью наилучшим образом аппроксимирующей совокупность волокон в многоволоконном разъеме. Низкое значение указывает на то, что торцы волокон почти компланарны, а большое значение указывает на большую разницу в высоте волокон, что может привести к проблемам во время сопряжения. Как показано ниже, аппроксимирующая плоскость - это плоскость или линия, которая наилучшим образом представляет высоту всех волокон в разъеме. Минус компланарность и общая компланарность измеряются перпендикулярно плоскости наилучшего соответствия, а не плоскости поверхности разъема.

Опускание сердцевины

Опускание сердцевины - провал (положительное значение) или выпирание (отрицательное значение) сердцевины волокна относительно его оболочки, что может увеличить вносимые потери при сопряжении. Это обычно происходит во время процесса полировки из-за различий в скоростях полировки сердцевины, которая иногда является более мягким материалом, и оболочкой волокна. В многоволоконном разъеме значительное количество провалов сердцевин может повлиять на количество света, передаваемого между двумя разъемами при сопряжении.

Опускание сердцевин измеряется путем аппроксимации идеальным параболоидом интересующей области. Затем ищется плоскость, которая проходит через точки на этом параболоиде на указанном радиусе от центра волокна (15 мкм для отраслевых стандартов IEC). Опускание сердцевины - это разница между высотой на плоскости в координатах, совпадающих с положением центра волокна, и высотой самой низкой точки на параболоиде. На рисунке ниже показано, как определить нижнюю точку и теоретическую высоту волокна.

Геометрический предел

Геометрический предел - это расчетная оценочная функция, которая используется для количественной оценки геометрических параметров торца многоволоконного разъема, определения приемлемости для физического сопряжения и выступает в качестве предиктора для уровня потерь сигнала во время сопряжения. Этот расчет связывает несколько параметров, включая угол торца по оси X, минус компланарность и радиус кривизны, с характеристической силой сжатия обжимного кольца. Для заданного набора условий на торце низкий геометрический предел указывает на лучшие характеристики сопряжения. Верхний предел допустимых предельных значений устанавливается спецификациями испытаний IEC.

Программное обеспечение

Интерферометр GL16 оснащен ПО, которое полностью интегрировано в систему. Интуитивно понятные элементы управления и настройки обеспечивают простоту использования сразу после установки, а также обеспечивают достаточную гибкость для удовлетворения любых требований пользователя в процессе измерения. Управление интерферометром GL16 можно осуществлять как локально, так и удаленно. Локально, системой можно управлять с помощью сенсорного дисплея или с помощью клавиатуры или мыши через порт USB 3.0, расположенном на задней панели системы. Дистанционное управление системой может быть осуществлено путем подключения интерферометра к сети через порт Ethernet, расположенный на задней панели системы, и последующего доступа к элементам управления через простое в использовании приложение-браузер. Данные измерений в форме .CSV или PDF могут быть скопированы с помощью функций дистанционного управления.

Функции ПО для работы с многоволоконным разъемом

При работе с многоволоконным разъемом, таким как наконечник типа MT или разъем MTO, программное обеспечение адаптирует пользовательский интерфейс, параметры измерения и поле зрения для этих разъемов. Интерферометр GL16 Thorlabs по умолчанию включает профили настройки сканирования для разъемов MTO. Кроме того, пользователи могут создавать новые профили и наборы параметров для других разъемов через диалоговое окно настройки сканирования. На изображениях ниже показаны снимки экрана программного обеспечения при сканировании 12-волоконного наконечника с использованием стандартов IEC.

Экран управления сканированием

Отображает основные элементы управления сканированием, примерное изображение в реальном времени и результат последнего выполненного сканирования. Когда система инициализируется впервые, изображение в режиме реального времени не отображается.

Изображение в режим реального времени

Это изображение разъема MT12 отображается на экране управления сканированием (изображение выше). На скане видны наружные диаметры 12 волокон, установленных в разъеме. Желтая кнопка в правом нижнем углу изображения используется для фокусировки изображения.

Результат сканирования

Отображает граничные значения соответствия / несоответствия параметров, результат измерения и результат удовлетворения стандартам для каждого оптоволоконного разъема. Отчет может быть экспортирован в печатный отчет о сканировании.

3D скан

Отображение 3D-изображения на основе результатов интерферометрического сканирования.

Функции ПО для работы с одноволоконным разъемом

Интерферометр GL16 Thorlabs может работать как с многоволоконными, так и с одноволоконными разъемами. При переключении креплений разъемов Thorlabs рекомендует выполнять калибровку крепления, используя либо входящий в комплект калибровочный наконечник (многоволоконные разъемы), либо калибровочный инструмент (одноволоконные разъемы) и следуя инструкциям на экране калибровки.

Экран калибровки

Отображает параметры калибровки, доступные для увеличения, наклона и четырех типов крепления разъемов.

Изображение в режиме реального времени и управление сканированием

Отображает основные элементы управления сканированием, изображение образца в реальном времени и изображение сканирования в реальном времени. Желтая кнопка в правом нижнем углу изображения используется для фокусировки изображения.

3D скан

Отображение 3D-изображения на основе результатов интерферометрического сканирования.