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光纤连接器端面检测干涉仪的研制

作　者: 王浩
导　师: 白剑；汪凯巍
学　校: 浙江大学
专　业: 光学工程
关键词: 光纤连接器相位解包裹 Michelson干涉仪压电陶瓷微位移器PZT 几何参数三维形貌
分类号: TN253
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

光纤连接器是光纤通信中的连接器件,其对于光纤系统连接精度起着至关重要的作用。其中,光纤连接器的几何参数和端面形貌的质量影响着连接器的精度,想要得到稳定的光纤系统,就必须对光纤连接器进行非常详细的检测,主要检测的参数包括：三维形貌、曲率半径、研磨偏心和光纤高度值,并结合这些参数给出最终的评价结果。本论文主要研究微米尺度特定区域三维形貌干涉测量新方法新技术,最终达到加工生产的目的。在综合分析了各种微结构形貌测量方法的基础上,本课题采用了Michelson型千涉显微系统,结合移相相位测量技术来获取光纤连接器的形貌,设计并完成了光纤连接器端面参数检测干涉仪。本文的主要工作包括以下几个方面：1.确定本文采用的Michelson干涉检测方法。2.综合比较不同光源,结合具体的要求选择本系统的干涉光源。3.对系统放大倍率进行了标定。4.研究了光纤连接器几个参数的定义,并结合相关的算法得到最终的结果与评价结论。5.运用移相干涉技术得到所测端面的形貌。6.成功实现了PZT的移动与CCD采集的同步进行,并且在五步移相结束后PZT能够复原到初始位置,为下一次采集信号做准备。7.对系统进行了整体机械设计,达到加工的目的。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-11
1 绪论  11-20
  1.1 研究背景  11-12
  1.2 微表面三维形貌测量  12-17
    1.2.1 微表面三维形貌的测量方法  12-14
    1.2.2 干涉显微测量  14-17
    1.2.3 国内外主要产品  17
  1.3 本论文研究的内容及意义  17-20
2 光纤连接器干涉仪的理论基础  20-36
  2.1 光纤连接器描述  20-26
    2.1.1 光纤连接器几何参数定义  20-21
    2.1.2 测试区域描述  21-23
    2.1.3 三维重建  23-24
    2.1.4 几何参数计算  24-26
  2.2 移相干涉测量技术(Phase-shifting Interferometry)  26-31
    2.2.1 相位测量法  26-27
    2.2.2 移相实现模式  27-28
    2.2.3 步进式移相法  28-31
  2.3 相位解包裹技术  31-36
    2.3.1 相位解包裹原理  31-32
    2.3.2 相位解包裹算法分类  32-36
3 Michelson干涉系统的设计  36-44
  3.1 干涉成像系统设计  36-41
    3.1.1 光源的选择  37-39
    3.1.2 放大倍率  39-41
    3.1.3 数值孔径  41
    3.1.4 干涉光路的平衡  41
  3.2 扫描系统  41-43
    3.2.1 压电微位移控制技术  41-42
    3.2.2 压电陶瓷原理  42
    3.2.3 压电陶瓷特性曲线  42-43
  3.3 小结  43-44
4 系统软硬件设计  44-55
  4.1 硬件组成  44-48
    4.1.1 电路控制原理  44
    4.1.2 数字采集卡  44-47
    4.1.3 D/A缓冲接口板  47-48
  4.2 软件设计  48-53
    4.2.1 软件功能框图  48-49
    4.2.2 图像采集模块  49-50
    4.2.3 PZT驱动模块  50-51
    4.2.4 数据处理子程序  51-52
    4.2.5 显示子程序  52
    4.2.6 文档管理子程序  52-53
  4.3 机械设计  53-55
5 实验结果分析  55-63
  5.1 实验采集数据  55-57
  5.2 光纤高度  57-59
  5.3 偏心计算  59
  5.4 半径计算  59-60
  5.5 重复性测试  60-63
6 总结与展望  63-64
  6.1 本文完成的工作  63
  6.2 展望  63-64
参考文献  64-68
附录  68

光纤连接器端面检测干涉仪的研制

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