包 添

(長春理工大學光電工程學院，吉林長春,130022）

?

光纖微缺陷的激光檢測方法

包 添

(長春理工大學光電工程學院，吉林長春,130022）

摘要：光纖是現(xiàn)代信息傳遞中的重要設備，光纖可以應用到長距離的信息傳遞中，主要是因為光纖傳導較比傳統(tǒng)的電線傳導，具有損耗更低的特點，有效的避免信息的損失，提高信息的傳輸效率。但是光纖在制造時，會受到一些外在因素的，使得光纖存在一些微小的缺陷，影響光纖的信息傳遞質(zhì)量，嚴重時會導致數(shù)據(jù)失真的情況。以下本文就光纖微缺陷展開探討，并結合實際情況，科學的對激光檢測方法進行選擇，旨在為相關技術人員提供參考，促使光纖微缺陷可以得到有效的發(fā)現(xiàn)，并進行控制，促使光纖質(zhì)量可以得到有效的提升，充分發(fā)揮光線的功能。

關鍵詞：光纖；微缺陷；激光檢測方法；光學檢測

光纖是現(xiàn)階段通信設備中的重要組成部分，光纖在實際的信息傳遞過程中，可以最大限度的降低對信息的損失情況，可以廣泛的應用到信息的長距離傳輸中，具有傳遞效果安全可靠性，信息完整的特點。針對光纖制造產(chǎn)生的微缺陷，需要進行合理的控制，促使光纖可以滿足信息傳遞的實際需求，為了獲得光纖的微缺陷的真是情況，可以采用激光檢測方法對其進行診斷，避免不合格的光纖流入到施工現(xiàn)場，從而使得光纖的通信的安全性、穩(wěn)定性與數(shù)據(jù)信息的完整性可以得到保障，提高光纖的應用質(zhì)量。

1　光纖微缺陷的相關概述

光纖現(xiàn)代通信的重要部分，是影響通信質(zhì)量和通信效率的重要因素。主要是由纖芯、包層和涂覆層構成，光纖的纖芯直徑很小且易碎，受到曲折后可能會發(fā)生斷裂、光纖的包層是一層薄薄的塑料外套，主要承擔對纖芯的保護作用。光纖制造過程中，會受到一些因素的影響，使得一些微小的缺陷產(chǎn)生。而且由于缺陷較小，使得光纖微缺陷不能得到及時的發(fā)現(xiàn)。光纖微缺陷主要有氣泡、裂縫等微缺陷。為了提高光纖缺陷的實際情況，需要科學的對微缺陷的測試方法和微缺陷的基本結構展開探討。

在實際的光纖中，微缺陷會對光纖的信息傳輸質(zhì)量和傳輸效率造成影響，對于一些對信息傳輸質(zhì)量較高的產(chǎn)業(yè)，需要嚴格的對光纖的微缺陷進行控制，微缺陷的較多的光纖是不能投入使用的。泡是光纖中的中藥缺陷之一，一般位于光纖的包層內(nèi)部。而裂縫主要位于包層的表面并與纖芯臨近。為了提高光纖的應用質(zhì)量，可以通過激光檢測方法對光纖微缺陷進行測定。

2　光纖微缺陷的激光檢測方法

2.1光纖維缺陷激光檢測方法的優(yōu)勢

結合光纖微缺陷的實際情況，科學的對激光檢測方法進行使用，促使光纖微缺陷可以及時被發(fā)現(xiàn)。較比顯微鏡成像的檢測方法，激光檢測法的操作更加單，而且缺陷的檢測結果與顯微鏡成像的結果一致，在確保檢測質(zhì)量的基礎上，有效的提高了檢測的效率縮短了檢測的時間。此外，通過激光檢測方法，還能解決顯微鏡成像檢測不能完成的項目，檢測人員通過對激光干涉圖樣的分析，可以獲得裂縫的據(jù)圖樹木和具體位置，有效的提高了光纖微缺陷的檢測效果。

2.2光纖微缺陷的激光檢測方法原理

圖1：光纖微缺陷的激光檢測方法原理圖

光纖微缺陷的激光檢測方法，是濕的激光通過光纖進行傳輸，并通過對光纖的受到激光光束橫向入射后的激光分布情況和散射情況，對光纖的微缺陷進行檢測，并利用光學原理獲得這些分布和散射圖像。通過計算機的相關軟件，實現(xiàn)對各類圖像的分析，從而有效的獲得光纖微缺陷的實際情況，實現(xiàn)對微缺陷的位置、數(shù)目等的檢測，是一種行之有效的光纖微缺陷的檢測方法。下圖為光纖微缺陷的激光檢測法的原理圖。

（1）光纖前向散射圖樣的組成：激光光束沿著光纖入射時，會產(chǎn)生前向散射的現(xiàn)象，這一現(xiàn)象的是光纖檢測計算機軟件分析的重要部分。激光光束在光纖中會發(fā)生干涉、衍射等現(xiàn)象，從而獲得可以進行分析的圖樣。在進行干涉圖樣的分析是，需要對光纖的內(nèi)部結構進行分析，對激光經(jīng)過光纖內(nèi)部實際情況進行判斷，對于經(jīng)過纖芯和不經(jīng)過纖芯的部分，參與干涉的光線也是存在差異的。

（2）典型的微缺陷對激光干涉的光強分布特性的影響，受到缺陷的本身的影響，使得激光干涉的光強的分布特性存在差異，也就會導致激光干涉的圖樣存在差異，結合不同的圖樣信息，可以獲得光纖微缺陷的具體類型和分布情況。其中光纖的典型微缺陷主要是指包層表面的裂縫，裂縫是以垂直于光纖的形式存在，是會導致光纖的傳輸效率受到影響。在進行激光干涉時，可以發(fā)現(xiàn)裂縫對光強分布特性是有很大的影響。下圖為光纖典型微缺陷對激光干涉光強分布特性干擾圖。

圖2：光纖典型微缺陷對激光干涉光強分布特性干擾圖

由于光纖微缺陷對激光檢驗方法的測試效果存在一定的影響，因此，需要采取適宜的干擾排除方法，促使測試的效果更加符合光纖微缺陷激光檢測的實際需求，可以采用相減的方法，獲得具有代表性的圖樣，從而有效的提高激光檢測的效果和準確性，規(guī)避各類因素的干擾，促使光纖微缺陷檢測的效果和質(zhì)量更加滿足實際需求。

3　光纖微缺陷激光檢測方法的實驗研究

為了確切的獲得激光檢測方法的有效性與可行性，可以采用實驗的方式，對激光檢測方法進行驗證，促使激光檢測方法可以得到有效的應用，規(guī)避各類干擾的，促使檢測效果更加真實可靠。

3.1設備和參數(shù)的確定

實驗設備的布置，為了實現(xiàn)光纖微缺陷的監(jiān)測，需要嚴格的對實驗設備進行控制，首先，需要選擇具有較強能力的激光，實驗采用準直He-Ne激光其波長為0.6328μm，作為激光檢測方法的激光光源，并配置焦距為3.5cm的透鏡與一塊具有良好反射能力的平面鏡、長為3cm的光纖、具有高清攝像功能的數(shù)碼照相機。

由于實驗采用準直He-Ne激光，用激光直接對光纖進行照射后，如果不經(jīng)過處理，會出現(xiàn)寬度約為1mm的干涉圖樣，這樣的干涉圖樣過于密集，使得檢測人員不能直接的對圖樣進行識別，影響檢測的效果。此外，激光的直徑是大約光纖的直徑的，光纖微缺陷的中的裂縫，多數(shù)為≤10μm，如果不經(jīng)過處理，會使得實驗的效果受到一定的影響，干涉圖樣不能有效的展示實驗的結果。因此，需要科學的對透鏡和平面鏡進行應用。

3.2實驗設備的布置

為了獲得準確的光纖微缺陷測定結果，需要科學的對激光檢測方法進行控制，通過合理的對透鏡和平面鏡的使用，降低激光直徑和干涉圖樣密集的情況。下圖為光纖微缺陷激光檢測方法的實驗圖。

圖3　光纖微缺陷激光檢測方法的實驗圖

實驗裝置的布置，在規(guī)避各類影響因素的基礎上，促使實驗的效果更加滿足光纖檢測的實際需求，合理的對激光檢測方法進行驗證。

3.3實驗結果分析

實驗裝置布置完成后，打開激光開關，并由數(shù)碼照相機對激光的干涉圖像進行記錄，根據(jù)記錄的實際情況，獲得各類干涉圖樣，并從圖樣中選取具有代表性的圖樣信息，與理論假設進行對比，從而得到實驗的結果與其相符合，具有一定的代表性。而且，經(jīng)過對圖樣的處理后，得到光纖微缺陷的圖片，并與光纖典型的微缺陷進行對比，發(fā)現(xiàn)二者的圖樣類型和形式相吻合，可以證明該缺陷類型為裂縫引起的。此外，在進行光纖微缺陷的分析時，可以科學的對計算機軟件進行應用，通過計算機軟件實現(xiàn)圖樣的處理和分析，可以自主的完成對光纖微缺陷的判斷，并能夠結合圖樣的具體信息，對裂縫的具體位置和分布情況進行確定，有效的提高了光纖微缺陷的檢測水平和檢測質(zhì)量，具有良好的推廣價值，可以廣泛的應用到光纖微缺陷的檢測中。

4　結束語

光纖是通訊設備中的重要組成部分，由于光纖本身的優(yōu)點，光纖可以大范圍的應用到信息的長距離傳輸中，避免信息的損失和失真情況。但是光纖在實際的制作過程中，會受到一些外在因素的影響，導致光纖微缺陷的產(chǎn)生。需要采用適宜的方法對光纖微缺陷進行檢測，激光檢測方法是一種有效的檢測方法，較比顯微鏡成像法，激光檢測的成本更低、檢測效率更高，并能夠清晰的對光纖微缺陷的位置信息和分布情況進行展示，可以有效的提高光纖的應用質(zhì)量和應用水平。

參考文獻

[1] 王榮,李振華,卞保民. 光纖微缺陷的激光檢測方法[J] . 光子學報,2014,05:27-31.

[2] 王小林,馬浩統(tǒng),許曉軍. 基于相位調(diào)制-解調(diào)的光纖激光相位噪聲檢測方法研究[J] . 物理學報,2011,08:249-256.

[3] 高向東,仲訓杲,游德勇,Katayama Seiji. 大功率光纖激光焊焊縫跟蹤偏差紅外檢測方法[J] . 物理學報,2011,08:743-750.

[4] 劉英英,高向東. 大功率光纖激光焊焊縫偏差檢測方法[J] .現(xiàn)代焊接,2012,10:28-30.

[5] 劉鵬. 光學元件表面微缺陷可視化檢測技術研究[D] .西安工業(yè)大學,2012.

Laser detection method of optical fiber micro defects

Bao Tian
(College of opto electronic engineering,Changchun University of Science and Technology,changchun,130022)

Abstract：Fiber is an important equipment in the modern information transmission,optical fiber can be applied to long distance transmission of information,mainly because of optical fiber transmission than traditional wire transmission has the characteristics of lower loss,can effectively avoid the information loss and improve the efficiency of information transmission.But in fiber manufacturing,will be affected by some external factors,the fiber has minor defects,affecting the quality of optical fiber information transmission,will lead to serious distortion of the data.Following optical fiber micro defects is discussed,and combined with the actual situation,science of laser detection method to choose to provide a reference for the related technical personnel,cause the optical fiber micro defects can be found to be effective, and control,prompted fiber quality can be effectively improved, and give full play to the light. Keywords：optical fiber;micro defect;laser detection method;optical detection