Matlab移相干涉术测量光纤连接器端面的曲率半径

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毕业论文

1引言..1

1.1光纤连接器简述..1

1.2曲率半径的基本测量方法2

1.2.1牛顿环法..2

1.2.2球径仪法..3

1.2.3自准直法..4

1.2.4激光球面干涉仪法4

1.3本文采用的方法及所做的工作.5

2移相干涉术测量曲率半径的基本原理.6

2.1移相干涉术的基本原理..6

2.2基于移相干涉术测量曲率半径的算法原理.6

3实验装置、工作原理及调节步骤.10

3.1实验装置及工作原理10

3.2调节步骤.11

4实验数据与编程处理.13

4.1实验数据..13

4.2算法程序与处理结果.14

4.3结果分析.16

结论.18

致谢.19

参考文献20

1 引言当前，随着通信事业的飞速发展，光纤通信技术已步入实用化阶段，在各大领域中得到广泛的使用[1]。光纤连接器是光跳线的关键器件,因此也随着光纤技术的提高而发展。光通信中需要大量的光纤连接器，就经济性而言需要其具有高性能、低成本、小型化等特点[2,3]。光纤连接器端面有三个重要参数，分别为光纤高度、顶点偏移以及曲率半径[4]，它们影响着连接器的光学性能（主要是插入损耗和回波损耗这两个最基本的参数指标）[5-7]。按照国际电工委员会的标准，球形连接器端面的曲率半径应在 10-25mm 范围内。由此，对于曲面半径的测量显得非常重要。
1.1 光纤连接器简述光纤连接器是用于光纤间可重复插拔的连接器件，实现光纤与光纤之间的插接，也被称光纤活动接头。它将光纤的两个端面精密连接起来，使得光纤输出的光能量在发射到接收光纤中时，能够最大程度的耦合，并使由于其介入光链路而对系统造成的影响减到最小，在一定程度上，光纤连接器影响了光传输系统的光学性能和可靠性，因此在生产加工中，光纤连接器的各项参数都要符合标准。光纤连接器有很多种类，就其研磨抛光后的形态而言，有 PC（Physical Contact）连接器和 APC（Angled Physical Contact ）连接器，主要区别在于其球形端面是否倾斜；就其连接方式而言，又有 FC （Ferrule Connector）、 SC、 ST、 LC、 D4、 DIN、 MU （Miniature unit Coupling）、MT 等形式；就其材料而言，又有 SUS 材料，玻璃材料，金属材料等。在测量曲率半径时一般只有 PC（球形）和APC（斜球形）两种。本次实验采用的是球形端面的光纤连接器。前已提及，光纤连接器端面主要包含以下重要几何参数: 光纤高度、顶点偏移以及曲率半径。就光纤连接器的性能而言，不仅包括其光学性能，还需要考虑光纤连接器的互换性、重复性、抗拉强度、温度和插拔次数等。主要性能参数（及典型值）有：插入损耗（<0.2dB）、插拔重复性及连接器间的互换性（变化量 1000 次）等。光纤连接器端面经过研磨抛光后，会形成凸球面，其球面大小与连接器互连时会影响光纤连接器端面的稳定性。如果球面曲率半径太大，就会与连接处光纤端面产生间隙，从而增加插入损耗，降低回波损耗，使得连接器整体的稳定性变差；同理，曲率半径过小也会影响到光纤连接器的稳定性 [8]。光纤连接器的发展大致可以分为三个阶段。第一阶段是起步阶段，在上个世纪 80年代中，光纤连接器出现了各种各样的结构，多达二十多种; 第二阶段是成熟阶段，在上个实际 90年代中，光纤连接器经过批量生产和使用,各种结构和工艺的优缺点逐渐分明,形成了以直径 2.5 mm 陶瓷插针为核心元件的 FC、SC 和 ST 三种连接器占主导地位的局面;第三阶段为发展阶段，本世纪初,光纤通信技术不断发展，成为了信息传输网络中的主要组成部分，而光纤连接器又是光纤中使用最多的光无源器件，所以为适应光接入网发展的需要,光纤连接器将进入第三阶段,向小型化、简易化和低成本化发展。