Optisko šķiedru sakaru pasaulē optiskās šķiedras veiktspēja ir galvenais informācijas lielceļa ātruma un joslas platuma noteicējs. Šķiedras prekursora-optiskās šķiedras sagataves- kvalitāte tieši nosaka no tās iegūtās gala šķiedras kvalitāti. Starp daudzajiem sagatavju kvalitātes novērtēšanas parametriem refrakcijas indeksa profils neapšaubāmi ir vissvarīgākais. Tas iepriekš nosaka gandrīz visas iegūtās šķiedras optiskās īpašības, piemēram, dispersiju, joslas platumu, režīma lauka diametru un robežviļņa garumu. Instruments, kas īpaši izstrādāts šī galvenā parametra precīzai mērīšanai, ir Fiber Preform Profiler.
I. Pamatprincips: Telpiskās filtrēšanas metode
Nozarē plaši izmantotā galvenā tehnoloģija ir šķērsvirziena interferometriskie mērījumi, kuru pamatā ir telpiskās filtrēšanas metode. Tās darbības principu īsumā var saprast šādi:
Interferences optiskā ceļa izveide:Instrumentā ir interferometrs, parasti Mach{0}}Zehnder konfigurācija. Ļoti kolimētu lāzera staru (parasti redzamajā spektrā, piemēram, 633 nm HeNe lāzeru) stara sadalītājs sadala divos ceļos: viens ir mērījumu stars, kas iet cauri šķiedras sagatavei, kas ir uzstādīta šķērsām parauga stadijā; otrs ir atskaites stars, kas virzās pa gaisu.
Fāzes modulācija:Mērījumu staram šķērsojot sagataves šķērsgriezumu{0}}, dažādie refrakcijas rādītāji dažādos reģionos (kodols, apšuvums) izraisa gaismas viļņu pārvietošanos ar atšķirīgu ātrumu, izraisot diferenciālas fāzes nobīdes. Jomas ar augstāku refrakcijas koeficientu palēnina gaismu vairāk, izraisot lielāku fāzes aizkavi.
Traucējumi un informācijas iegūšana:Mērījumu stars un atskaites stars atkal apvienojas interferometra otrā galā un traucē viens otru, radot gaišu un tumšu interferences šķautņu modeli. Šo bārkstiņu morfoloģija tieši atspoguļo fāzes izmaiņas mērījumu starā un tādējādi arī refrakcijas indeksa sadalījumu.
Skenēšana un rekonstrukcija:Pagriežot sagatavi un pārvēršot to radiāli, izmantojot precizitātes posmu, instruments savāc simtiem tūkstošu vai pat miljonus šķērsprojekcijas datu punktu. Visbeidzot, izmantojot uzlabotus matemātiskās rekonstrukcijas algoritmus, piemēram, Inverso Abel Transform, dators pārvērš šos projekcijas datus pilnīgā, augstas{1}}izšķirtspējas divdimensiju refrakcijas indeksa profila kartē.
II. Instrumenta galvenās sastāvdaļas
Sarežģīts profilētājs parasti sastāv no šādiem pamata moduļiem:
Ļoti stabils lāzera avots:Nodrošina lāzera gaismu ar izcilu monohromatiskumu un ilgu koherences garumu, lai nodrošinātu skaidras un stabilas traucējumu malas.
Precīza interferometriskā optiskā sistēma:Ietver optiskās sastāvdaļas, piemēram, staru sadalītājus un spoguļus. Tas ir ļoti jutīgs pret apkārtējās vides vibrācijām un temperatūras svārstībām, tāpēc bieži vien ir nepieciešama lieliska izolācija un temperatūras kontrole.
Augstas-precizitātes parauga stadija:Spēj precīzi pagriezt un lineāri pārvietot sagatavi ar kustības precizitāti parasti mikronu līmenī.
Augstas-veiktspējas fotodetektors: izmanto, lai uztvertu un digitalizētu traucējumu malas modeļus.
Jaudīga datu apstrādes programmatūra:Tās ir instrumenta "smadzenes". Tas kontrolē aparatūru, iegūst datus, izpilda sarežģītus rekonstrukcijas algoritmus un izvada gala rezultātus grafiski un skaitliski.
III. Kāpēc tas ir tik svarīgi?
Sagatavju analizators kalpo gan kā "Kvalitātes vārtsargs", gan "R&D paātrinātājs" sagatavju ražošanas procesā.
Kvalitātes kontrole: Ražošanas līnijas beigās to izmanto 100% pārbaudei, lai nodrošinātu, ka katras sagataves laušanas koeficienta profils, serdes diametrs, apšuvuma diametrs, koncentriskums un citi parametri pilnībā atbilst konstrukcijas specifikācijām, neļaujot bojātiem izstrādājumiem pāriet uz zīmēšanas stadiju.
Procesa pētniecība un attīstība un optimizācija: jaunu produktu izstrādē pētnieki to izmanto, lai precīzi novērtētu, kā izmaiņas nogulsnēšanās procesos (piemēram, MCVD, OVD, VAD) ietekmē refrakcijas indeksa profila struktūru, ļaujot ātri veikt ražošanas parametru atkārtojumus un optimizēt.
Noslēgumā jāsaka, ka optisko šķiedru sagatavju refrakcijas indeksa profilētājs ir neaizstājams augstākās klases{0}}metroloģijas instruments mūsdienu optisko šķiedru nozarē. Lai gan tas tieši nepiedalās ražošanā, tā izcilās precizitātes mērīšanas spēja nodrošina izcilu katras šķiedras veiktspēju no paša avota, ieliekot stabilu pamatu ātrdarbīgiem un stabiliem optisko šķiedru sakaru tīkliem, uz kuriem mēs paļaujamies.