[发明专利]一种MPO光纤的功率测量和通断检测设备及其方法

权利要求书

1.一种MPO光纤的功率测量和通断检测设备，其特征包括：外壳、内部光路(20)、光功率探测器(30)、红外相机(40)、待测光纤(50)、计算机(60)；

在所述外壳的一侧开设一个输入端口，并作为MPO适配器接口(A1)；与所述输入端口相对的一侧外壳上开设两个输出端口，并分别为光功率探测器接口(B1)和红外相机探测窗口(C1)；

在所述外壳内的底部设置由4个透镜、1个分光镜(202)以及1个反射镜(205)构成的内部光路结构(20)；其中，4个透镜包括：第一透镜(201)、第二透镜(203)、第三透镜(204)、第四透镜(206)；4个透镜的镜面上均镀有增透膜，所述反射镜(205)的镜面上镀有增反膜；

所述MPO适配器接口(A1)与后方的待测光纤(50)相连接；在所述MPO适配器接口(A1)的正前方依次设置有所述第一透镜(201)、所述分光镜(202)所述第二透镜(203)、所述第三透镜(204)，并与所述光功率探测器接口(B1)同轴；沿所述分光镜(202)的中心轴线顺时针旋转90°方向上设置有所述反射镜(205)；所述反射镜(205)的正前方处设置有所述第四透镜(206)，其中，f为所述第四透镜(206)焦距值；所述第四透镜(206)与红外相机探测窗口(C1)同轴；且所述第四透镜(206)的底座设有集成测距装置的电动位移台；

所述光功率探测器接口(B1)与所述光功率探测器(30)相连，所述光功率探测器(30)是由探头(301)、放大器(302)、模数转换器(303)、输出单元(304)依次相连而成；

所述红外相机探测窗口(C1)与所述红外相机(40)相连；

所述计算机(60)与光功率探测器(30)的输出单元(304)、所述红外相机(40)的输出端口通过USB相连接。

2.一种MPO光纤的功率测量和通断检测方法，其特征是，采用如权利要求1所述的功率测量和通断检测设备，并按如下步骤进行：

S1.利用计算机(60)设定待测光纤(50)的光纤芯数、待测光纤(50)的波长λ、测量周期；

S2.在当前测量周期下，所述待测光纤(50)的出射光到达第一透镜(201)后，经所述第一透镜(201)出射的光进入分光镜(202)，使得所述出射光分为两路光束，包括透射光束和反射光束；且所述透射光束和反射光束光功率的相等，均为待测光纤(50)的出射光的总功率一半；

S3.所述透射光束依次经过所述第二透镜(203)和第三透镜(204)的准直和聚焦过程后，最终在光功率探测器接口(B1)上进行能量聚焦，供所述光功率探测器(30)接收；

反射光束依次经过反射镜(205)和第四透镜(206)后，最终通过红外相机探测窗口(C1)在所述红外相机(40)的靶面上成像，并将成像图发送给所述计算机(60)；

S4.所述光功率探测器(30)接收的透射光信号先到达光功率探测器(30)的探头(301)的表面，并将透射光信号转换为电信号I；所述电信号I经过所述放大器(302)的放大处理和转换后，得到模拟电压信号U1；并由所述模数转换器(303)转换为电压数字信号U后通过所述输出单元(304)发送给计算机(60)；

S5.所述计算机(60)接收到电压数字信号U后，根据探头(301)的电压响应度R，计算出所述透射光信号的功率从而通过式(1)得到补偿后的待测光纤(50)的功率Ρ：

式(1)中，l表示所述第一透镜(201)、第二透镜(203)和第三透镜(204)的厚度之和；α表示MPO适配器接口(A1)的插入损耗值；δ表示当前测量周期下光波长λ所对应的待测光纤(50)的光纤衰减系数；γ表示待测光纤(50)的长度；

S6.对所述第四透镜(206)的位置进行调整：

S6.1.设置每次移动的距离为σ，每次移动的时间间隔为T；当前移动次数为μ，并初始化μ＝1；

S6.2.所述计算机(60)利用所述电动位移台控制所述第四透镜(206)的底座向前方第μ次进行水平移动，并记录第μ次移动后所述红外相机(40)的靶面成像图，从而利用式(2)计算出第μ次移动下靶面成像图的质量系数m_μ：

式(2)中，表示第μ次移动下靶面成像图中光斑的内部杂散点系数；表示第μ次移动下靶面成像图中光斑的灰度值一致性系数，表示第μ次移动下靶面成像图中光斑的圆度系数；a表示光斑内部杂散点系数的权重；b表示光斑灰度值一致性系数的权重；c表示光斑圆度系数的权重；当μ＝1时，令m₀＝0；

S6.3.若m_μ＜m_μ-1，则停止移动，并将第μ-1次的移动位置作为最佳位置，从而控制所述第四透镜(206)达到所述最佳位置，然后利用测距仪测出当前第四透镜(206)的底座与所述红外相机探测窗口(C1)之间的距离s，从而得到所述待测光纤(50)中光波长λ与距离s的数据对(λ,s)，否则，将μ+1赋值给μ，并返回步骤S6.2；

S7.所述计算机(60)根据所接收到的成像图来判断光纤通断情况：

若最佳位置上的靶面成像图显示的光斑个数与光纤芯数相同，则表示待测光纤(50)的每一路通道为通路；否则，表示所述待测光纤(50)的通道存在断路，并根据所述最佳位置上的靶面成像图中缺失的光斑位置判断出断路通道所在的位置。