[发明专利]一种测量光纤预制棒芯包同心度偏差方位的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量光纤预制棒芯层与包层同心度偏差方位的方法，属于光纤制造技术领域。 

背景技术

作为通信传输最重要的载体，光纤在通信技术领域中发挥着不可替代的作用。光纤预制棒是光纤制造的母材，光纤的质量在很大程度上取决于光纤预制棒的制备质量。芯层与包层同心度偏差是指芯层中心与包层中心之间的距离，简称芯包同心度偏差。在预制棒制备过程中，根据制备工艺的不同，包层与芯层之间将会产生一定的同心度偏差，预制棒包层与芯层的同心度偏差将直接造成光纤包层与芯层的同心度偏差。如果光纤存在较大的芯包同心度偏差，在熔接后两光芯层端面中心不能很好匹配，当波导通过其接头时会衰耗一部分能量，因为部分能量将耦合至高价模。因此，在实际生产过程中，需要严格控制芯包同心度偏差。较大的同心度偏差成为预制棒报废从而直接导致成品率下降的原因之一。 

在现有技术中用于光纤预制棒几何尺寸测量的方法仅见于中国专利文献CN101120231A；中国专利文献CN1138690A公开了一种横向前射光光纤几何参数和折射率分布测量方法。前者用来测量芯层芯部非圆率；后者包含了光芯层包同心度的测量，在测量芯层的几何参数时，折射率匹配液盒中注入了匹配液；在测量光纤包层的几何参数时，折射率匹配液盒中不注入匹配液，而且均利用光强分布的特征点来确定包层与芯层的边界，其测量过程较为复杂，而且采用光强分布的特征点来测量芯层边界点时会对光收集器提出很高的精度要求。 

为方便介绍本发明内容，定义部分术语： 

光纤预制棒：含有芯层和包层的光纤预制件。 

芯包圆心距：预制棒芯层圆心与包层圆心之间在垂直于中心轴线的横截面上的连线距离(几何概念)。 

同心度偏差：同心度偏差即为芯包圆心距(物理概念)。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足而提供一种能快速简易并精确测量光纤预制棒芯包同心度偏差方位的方法。 

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为： 

将光纤预制棒装夹于可垂直升降和水平旋转的夹具装置上，对中(水平校正)并上下校直，在光纤预制棒上标注一个起始位； 

将光纤预制棒浸入折射率与光纤预制棒包层折射率相同或相近的匹配油中，匹配油由透明箱盒盛装，箱盒的前面安设一激光发光源，激光束与水平面平行并能在一水平面内平行移动，在箱盒的后面对应于激光发光源设置光采集器，同步采集透射光的信号并加以记录； 

对光纤预制棒的一个横截面从起始位用激光束按步长进行平行慢速移动扫描，通过透射光强的变化确定包层的中心，通过入射步进-透射突变法确定芯层的中心在垂直激光入射方向的投影面上的坐标值； 

对同一个横截面旋转一个角度再重复进行上述的平行慢速移动扫描，确定该旋转角度位所对应芯层中心坐标值，沿上述旋转方向再旋转一个角度并重复上述过程直至回复到起始位，确定出对应于周向不同方位上的各个芯层中心坐标值； 

对上述横截面所采集的数据进行分析和计算，即可确定该横截面芯层的实际偏差方位和偏差值； 

将光纤预制棒垂直上移或下移一段距离，对相间隔的另一个横截面重复上述过程，确定该横截面芯层的实际偏差方位和偏差值，完成间隔横截面的芯层偏差测定；间隔横截面的芯层偏差测定沿光纤预制棒的轴向作一次或一次以上； 

将上述各个横截面芯层的偏差方位和偏差值进行比较分析，可确定整根光纤预制棒芯包同心度的纵横向偏差情况，即完成芯包同心度偏差测量过程。 

按上述方案，所述的激光光束的波长为632nm。 

按上述方案，所述的横截面上旋转测量的间隔角度20～72°，即一个横截面上的完成一圆周测量的旋转角度可设定为5～18个。 

按上述方案，所述的横截面上旋转测量的间隔角度为72°或40°，每个横截面取5个或9个测量点。 

按上述方案，所述的激光束进行平行慢速移动扫描的步长l为20～50um。