功能/作用介紹：
隨著光纖制備技術(shù)的成熟，各種光纖在通訊、傳感等領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用，作為光纖重要參數(shù)的光纖折射率直接影響著光纖性能，因此，對光纖折射分布的測量一直是人們研究的重點。目前，科學研究用的光纖折射率的分布測量儀器已經(jīng)完成研制實現(xiàn)了商業(yè)化，但是由于價格昂貴，很難廣泛的應(yīng)用于教學。本“光纖折射率分布測試實驗儀”的研制很好的彌補了目前適用于光纖折射率分布測量相關(guān)儀器欠缺的空白。該“光纖折射率分布測試實驗儀”能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能：
(1)實現(xiàn)光纖端輸出光功率的測量;
(2)光纖折射率分布的測量;
(3)實現(xiàn)進行一維光纖折射率分布曲線、二維光纖折射率分布圖像、三維光纖折射率分布圖的顯示。
光纖折射率分布測試實驗儀主要包括機械部分、光學部分、硬件電路和軟件部分。
硬件部分包括數(shù)據(jù)采集卡、步進電機驅(qū)動器、激振器驅(qū)動器、電容位移傳感器和光電探測器。其中數(shù)據(jù)采集卡接收光電探測器的模擬信號，模擬輸出激振器的驅(qū)動信號，計數(shù)器輸出步進電機的驅(qū)動信號。電容位移傳感器測量二維掃描平臺振動的位置。兩路光電探測器分別用來對光源進行監(jiān)測和接收光纖樣品折射出的光功率。激振器驅(qū)動器分別驅(qū)動兩路激振器運動，實現(xiàn)對X-Y二維掃描平臺的控制。步進電機驅(qū)動器用于驅(qū)動步進電機帶動聚焦控制平臺運動。
光學部分主要包括光源、線偏振片、1/4波片、反射鏡、分束鏡、擴束鏡、聚焦透鏡、聚光器等。激光通過線偏振片和1/4波片變?yōu)閳A偏振光，通過反射鏡改變激光傳輸方向，經(jīng)過分束鏡分束，一束光直接照射到光源監(jiān)測探測器，另一束光經(jīng)過擴束鏡將高斯光束裝換成聚焦分布的“朗伯”光束?！袄什惫馐?jīng)過聚焦透鏡形成光斑進入樣品池和被測光纖，折射出的光通過聚光器匯聚到探測器上。
機械結(jié)構(gòu)主要有樣品池，X-Y二維掃描平臺、聚焦控制平臺。樣品池用于加載光纖樣品，在樣品池中光纖樣品被浸泡在折射率匹配液中。X-Y二維掃描平臺可以緊密固定樣品池，并帶動樣品池做二維掃描運動。聚焦控制平臺控制聚焦透鏡沿Z軸運動，使激光光斑聚焦到光纖端面上。
光纖折射率分布測試實驗儀主要工作過程是計算機軟件結(jié)合數(shù)據(jù)采集卡輸出模擬信號并利用激振器驅(qū)動模塊控制X-Y二維掃描平臺帶動樣品池作二維掃描運動;通過計數(shù)器脈沖輸出控制步進電機驅(qū)動器，進而驅(qū)動聚焦控制平臺帶動聚焦透鏡運動，使聚焦光斑照射到光纖樣品端面上。兩路光電探測模塊將光強信號轉(zhuǎn)換為電信號，電容位移傳感器將二維掃描平臺的位置信號轉(zhuǎn)換為電信號，這些信號通過據(jù)采集卡進行采集送入計算機進行下一步處理。計算機通過軟件對采集到的數(shù)據(jù)進行處理，生成二維、三維折射率分布圖，計算出光纖的幾何尺寸和最大理論數(shù)值孔徑，并對數(shù)據(jù)進行保存。
目前，該儀器共有1套，主要用于我?！肮饫w理論與技術(shù)”課程的配套實驗的教學。該儀器實現(xiàn)了光纖折射率分布的自動測量，能夠?qū)y量光纖進行一維光纖折射率分布曲線、二維光纖折射率分布圖像、三維光纖折射率分布圖的顯示，能夠使同學們直觀了解光纖折射率的分布，有助于同學們更好地掌握光纖的相關(guān)知識。該儀器價格低、精度高具有很好的推廣前景。
作品名稱：光纖折射率分布測試實驗儀
完成單位：哈爾濱工程大學理學院大學物理實驗示范教學中心
