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光纤插针三维形貌与几何参数检测干涉仪的研制

杨亚良  
【摘要】:光纤连接时需解决的主要问题是连接精度问题,其中光纤插针的端面形貌和几何参数是影响光纤连接器性能的根本因素,并最终影响到光纤系统的稳定性。所以必须对光纤插针进行检测,以提供端面研磨情况的详细资料,包括:三维成像和二维轮廓显示,对曲率半径、研磨偏移、光纤高度等关键参数的测量,并做出综合评价。本论文主要研究微米尺度特定区域三维形貌的干涉计量新方法新技术,研制光机电算一体化的实用系统。在广泛分析了各种微结构形貌测量方法的基础上,我们选取了Mirau型干涉显微系统,结合移相法相位测量技术来获取样品的形貌,设计并试制完成了光纤插针三维形貌与几何参数检测干涉仪。全文共分五章,具体如下: 第一章绪论,说明了开展本论文研究工作的背景,分析了光纤插针检测干涉仪研制的现状和发展趋势,以及本文的研究目标、主要工作和研究意义等。 第二章为光纤插针检测干涉仪的理论基础,包括光纤插针检测方法和移相干涉检测技术两方面的内容。光纤插针检测方法部分包括:光纤插针几何参数定义、测试对象描述、三维重建和几何参数计算。移相干涉测试技术包括:相位测量方法、压电控制技术、相位去包裹算法。 第三章为光纤插针检测干涉仪的硬件设计部分。首先进行系统总体测量方案选型,然后进行具体机械设计,内容包括:系统整体结构设计、照明系统设计、Mirau型干涉头设计、机械设计与调整。 第四章对干涉仪的电路和软件部分进行设计。电路部分首先进行总体控制原理设计,然后对主要元器件进行简单介绍。软件部分首先进行程序总体功能实现设计,然后分别对显示、文档管理、测试和数据分析处理四个子程序进行设计。 第五章进行实验研究,得出了光纤插针测试部分的结果,并做出分析。最后对本论文所做的工作进行了总结,并探讨了需要进一步深入研究和完善的工作。


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