光纖端面檢測方法以及光纖端面拋光及檢測設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及通信設備加工技術領域，尤其涉及對光纖端面狀況進行判斷、檢測的光纖端面檢測方法，以及應用該方法所制作的光纖端面拋光及檢測設備。
【背景技術】
[0002]目前在現(xiàn)場制作光纖活動連接器的時候，僅對光纖進行機械切割而不對光纖端面進行任何拋光處理，同時在制作過程中也沒有任何實時檢測工具，由于機械切割的效果取決于機械切割刀的精度以及操作人員的熟練程度，在實際制作過程中由于上述兩個因素沒有得到保證，導致光纖端面質量和一致性無法得到有效保證，由于光纖現(xiàn)場活動連接光學性能的優(yōu)異取決于光纖端面的清潔度、損傷度和合適的曲率半徑等因素，因此即使機械切割得到了良好的光纖端面，由于機械切割的端面為平面無法滿足光纖端面的曲率半徑的要求，導致光纖活動連接的效果不佳，同時因為沒有實時檢測手段，導致現(xiàn)場光纖活動連接器的質量無法得到保證，雖然現(xiàn)有技術中可以通過添加光纖折射率匹配液來暫時消除一些問題，但是光纖折射率匹配液存在易流失、易污染等缺點，光纖折射率匹配液降低了光纖活動連接的可靠性，從而導致光纖連接的光學性能的不穩(wěn)定。
[0003]為了保持光纖連接后具有穩(wěn)定優(yōu)異的光學性能，要對光纖端面進行球面拋光處理，在現(xiàn)有技術中也有通過放電熱熔方式進行光纖端面處理的設備，例如光纖熔接機等，通過熱熔光纖端面達到消除光纖端面反射的效果，但是在施工現(xiàn)場對光纖接續(xù)時，除了對光纖端面有清潔度和損傷度的要求，還對光纖端面的直徑和曲率半徑有嚴格的要求，但光纖熔接機等設備只能觀測光纖側面，不具備對光纖端面特別是光纖端面曲率半徑進行計算評估的功能，在兩根光纖永久接續(xù)或在不需要考慮光纖端面直徑和曲率半徑的情況下，光纖熔接機等設備多用于進行光纖端面的熱熔處理。
[0004]現(xiàn)有技術中，也使用機械研磨的拋光方式對光纖端面進行拋光處理，這樣可以得到一定的曲率半徑的光纖端面，從而保證光學性能的優(yōu)異，但是機械研磨的拋光方式的研磨工藝復雜，設備體積較大，對于在工廠或現(xiàn)場，如果采用機械研磨的拋光方式，則工序相對繁瑣，而且光纖端面拋光質量必須在研磨工序結束后通過專用的光纖端面觀察儀來檢驗，如果存在拋光效果不佳的情況則需要重復研磨工序甚至將光纖連接器做報廢處理，同時機械研磨的拋光方式需要用到的金剛砂拋光紙屬于價格不菲的耗材，增加了單芯加工的成本，因此在工廠或現(xiàn)場采用的機械研磨的拋光方式不利于光纖現(xiàn)場操作和使用。

【發(fā)明內容】

[0005]針對現(xiàn)有技術的上述缺陷和問題，本發(fā)明目的在于提供一種光纖端面拋光及檢測設備，對光纖切割端面進行放電熱熔處理，確保光纖端面的清潔度，損傷度和端面曲率半徑的一致性，并且在對光纖端面進行放電熱熔處理后，實時采集光纖端面圖像，傳送給顯示屏用于觀察的光纖端面圖像，同時傳送給圖像處理裝置進行黑白二值化處理用于計算光纖端面的清潔度、損傷度和曲率半徑，且根據(jù)光學反射原理，通過圖像處理裝置自動判定光纖端面熱熔狀況，以確定是否需要追加一次放電熱熔以保證光纖端面附著物被清潔，切割損傷被修復并形成合適的曲率半徑，本發(fā)明還提供了一種光纖端面檢測方法，可以通過計算機技術實現(xiàn)快速判斷光纖端面和檢測清潔度、損傷度和曲率半徑。
[0006]為了達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案:
[0007]光纖端面拋光及檢測設備，包括電源裝置、光源、攝像裝置、圖像處理裝置、圖像顯示裝置、電機驅動裝置、放電裝置、光纖夾具裝置，所述電源裝置分別連接光源、攝像裝置、圖像處理裝置、圖像顯示裝置、電機驅動裝置、放電裝置；圖像處理裝置與攝像裝置、圖像顯示裝置、電機驅動裝置、放電裝置連接；放電裝置由電極組組成，所述光纖夾具裝置與電機驅動裝置連接；光纖夾具裝置設置光纖固定槽，光源與光纖固定槽相對。
[0008]上述技術方案中，所述電極組由兩個對稱電極組成。
[0009]上述技術方案中，所述攝像裝置包括CCD芯片與倍率物鏡，其焦點定位于以兩個對稱電極軸心連線的中點為球心，半徑為Imm的球形范圍內，優(yōu)選的定位于兩電極軸心連線的中點。
[0010]上述技術方案中，所述攝像裝置的倍率物鏡與光纖固定槽相對并同軸，且二者軸心連線與兩個電極的軸心連線交叉成角度，該角度優(yōu)選為90度。
[0011]上述技術方案中，所述光源為環(huán)形光源或對稱光源。
[0012]上述技術方案中，所述光源發(fā)射的光線與光纖固定槽軸線成入射角度。
[0013]優(yōu)選的技術方案，所述入射角度為45度。
[0014]本發(fā)明還提供一種光纖端面檢測方法，具有以下步驟:
[0015]步驟a放電熱熔步驟，利用放電裝置對光纖端面進行放電熱熔處理；
[0016]步驟b圖像處理步驟、利用攝像裝置采集放電熱熔后的光纖端面圖像傳送給圖像裝置進行黑白二值化處理，并根據(jù)處理數(shù)據(jù)計算光纖端面的清潔度，損傷度和曲率半徑等數(shù)據(jù)；
[0017]步驟C圖像判定步驟，將步驟c計算所得光纖端面的清潔度，損傷度和曲率半徑的數(shù)據(jù)與預定義的標準光纖端面的清潔度，損傷度和曲率半徑的數(shù)據(jù)進行比對，以確定是否對光纖端面追加一次放電；如果比對結果為清潔度、損傷度、曲率半徑均符合預定義，則結束操作并提示完成拋光，否則追加一次放電熱熔處理，并重復步驟b、c，直至光纖端面曲率半徑低于預設的最小值，則結束操作并告警。
[0018]本發(fā)明光纖端面檢測方法利用放電熱熔的方式處理光纖端面，可以對處理后的光纖端面的清潔度、損傷度、曲率半徑等數(shù)據(jù)進行自動檢測，消除光纖切割帶來端面凹凸不平以及存在切痕等問題，以達到拋光光纖端面的效果，處理后的光纖端面具有良好的表面質量、均勻性及一致性，不需要進再行其它的機械處理就可以與其它光纖進行快速接續(xù)，本發(fā)明的設備具有體積小巧，操作簡便，便于用戶現(xiàn)場安裝的特點。
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1是光纖端面拋光及檢測設備結構示意圖。
[0021]圖2是光纖成像及放電熱熔結構示意圖。
[0022]圖3是圖像處理算法流程圖。
[0023]圖4預定義合格的光纖端面示意圖。
[0024]圖5是放電熱熔后合格的光纖端面示意圖。
[0025]圖6是放電熱熔后清潔度差、損傷度高、曲率半徑過大的光纖端面示意圖。
[0026]圖7是放電熱熔后曲率半徑過小的光纖端面示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面將結合本發(fā)明的附圖，對本發(fā)明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0028]本發(fā)明提供實施例針對于直徑為125um的石英光纖進行了示例。
[0029]如圖1所示，作為實施例所示的光纖端面拋光及檢測設備，包括電源裝置8、光源
1、攝像裝置2、圖像處理裝置3、圖像顯示裝置9、電機驅動裝置5、放電裝置4、光纖夾具裝置7。所述圖像處理裝置3為具備數(shù)據(jù)處理功能的微型計算機，圖像處理裝置3與攝像裝置2、電機驅動裝置5、圖像顯示裝置9、放電裝置4通過數(shù)據(jù)線連接。電源裝置分別連接光源、攝像裝置、圖像處理裝置、圖像顯示裝置、電機驅動裝置、放電裝置并為這些裝置供電。
[0030]所述電機驅動裝置5為小功率微型步進電機，可驅動光纖夾具裝置7前后運動，光纖夾具裝置7上設置有光纖固定槽701，光纖固定槽701為槽道形狀或其他可以固定光纖的直道，固定在光纖固定槽701中光纖的軸線為光纖固定槽的軸線。攝像裝置2包括倍率物鏡201和CCD芯片202，攝像裝置2的焦點定位于以兩同軸電極401、402連線的中點為球心，半徑為Imm的球形范圍內，本實施例攝像裝置2的焦點定位于兩個對稱電極連線的中點，倍率物鏡201與光纖固定槽701相對并同軸，其軸線與同軸電極401、402的軸線交叉成一定角度，本實施例同軸的倍率物鏡201和光纖固定槽701的軸線與同軸的兩個電極401、402的軸線交叉成90度。
[0031]如圖2所示，由于光纖固定槽701與倍率物鏡相對并同軸，所以當待處理的光纖6固定在光纖固定槽701中之后，倍率物鏡201與光纖端面601相對并同軸，本實施例中，攝像裝置2的焦點定位于兩個對稱電極401、402連線的中點，所以當光纖端面601移動到兩個對稱電極401、402連線的中點位置時，攝像裝置2可以獲得最清晰的光纖端面圖像。
[0032]本發(fā)明光纖端面拋光及檢測設備使用程序為:
[0033]步驟a、通過電機驅動裝置5驅動光纖夾具裝置7沿倍率物鏡201軸向前后移動，通過圖像處理裝置3對光纖夾具裝置7上夾持光纖的端面601進行灰度計算，灰度值符合預定義值停止驅動；
[0034]步驟b、利用放電裝置對光纖端面進行放電熱熔處理，此時圖像處理裝置3輸出放電指令給放電裝置4，放電裝置通過對稱同軸的放電電極401、402產生高溫電弧，形成電弧區(qū)，處于兩個對稱電極401、402連線的中點位置的光纖端面601被電弧定量加熱進而局部熔融，從而形成適于與其他光纖耦合的端面，有效提高光纖接續(xù)質量，避免了在接續(xù)之前對光纖的端面進行機械打磨之類的預處理工序，加快了接續(xù)過程。本發(fā)明實施例的放電裝置4預設兩組特定的放電電流和放電時間，第一組短時間、低電流，用于初步清潔光纖端面，時間為0.1S，電流為0.5A，第二組長時間、大電流，時間為0.5S，電流為1.5A。根據(jù)光纖直徑的不同時間可以選擇0.5?2S，電流可以選擇0.5?2A。本領域專業(yè)技術人員，也可以通過實驗，不同規(guī)格的光纖端面進行處理時，可以調整放電裝置4