Метод А1. Преломление в ближнем поле

Измерение в ближнем поле является прямым, точным и позволяет непосредственно измерить показатель преломления в волокне (сердцевине и оболочке). Измерение обеспечивает разрешающую способность, и при калибровании могут быть получены абсолютные значения показателей преломления. Оно может быть использовано для получения профилей как одномодовых, так и многомодовых волокон.

Рис. 3. 5. Метод преломления в ближнем поле. Схема

1 - падающий свет, переполняющий числовую апертуру волокна;

2 - ячейка с жидкостью; 3 - волокно; 4 - диск; 5 - только преломленные моды; 6 - излучение удержанных мод

Распределение профиля показателя преломления волокна.
Конец волокна, на котором должны выполняться измерения, помещается в ячейку с жидкостью, показатель преломления которой немного превышает показатель преломления оболочки волокна. Волокно подсвечивается сзади вольфрамовой лампой. Линзы 3 воспроизводят сфокусированное изображение волокна.
С помощью линз 3 центрируется и фокусируется изображение волокна и одновременно лазерный луч центрируется и фокусируется на волокне.
Диск центрируется на выходном конусе. В многомодовом волокне диск устанавливается на оптической оси с целью устранения вытекающих мод. В одномодовых волокнах диск устанавливается для получения оптимальной разрешающей способности.

Рис. 3. 6. Типовое устройство установки для измерений в ближнем поле

1-лазер; 2-четвертьволновая пластинка; 3-линзы; 4-ячейка с жидкостью;
5-диск; 6-линзы; 7 - фотодиод; 8 - точечное отверстие, 50 мкм;
9 - электронный микрометр; 10 - двигатель; 11 - волокно; 12 - усилитель;
13 - лампа; 14 - линза; 15 - двухкоординатный самописец.

 Преломленные моды, проходящие через диск, собираются и фокусируются на фотодиоде. Сфокусированное лазерное пятно перемещается по торцу волокна, в результате чего можно непосредственно получить распределение изменений показателя преломления волокна.

С помощью растрового сканирования поперечного сечения профиля могут быть вычислены значения следующих величин:
-диаметрсердцевины;
-диаметр оболочки;
-погрешность концентричности сердцевины и оболочки;
-некруглость сердцевины;
-некруглость оболочки;
-максимальная теоретическая числовая апертура;
-разность показателей преломления;
-разность относительных показателей преломления;
-подтверждение точности и воспроизводимости измерений.

Метод А2. Распределение света в ближнем поле

 Назначение
Испытание предназначено для входного и (или) выходного контроля. Воспроизведение изображения выполняется на поперечном сечении конца испытываемого волокна.

Изображение увеличивается с помощью выходной оптики, например, микроскопа, и регистрируется (непосредственный осмотр, фотокамера, цифровой видеоанализатор, сканирующий детектор и т. д. ). Выходная оптика и датчики могут быть объединены в одном устройстве.

Проведение испытания

а) Конец образца, с которого получают изображение, должен быть подготовлен и установлен перпендикулярно к оси образца.

б) Числовая апертура и, следовательно, разрешающая сила линзы объектива должны соответствовать требуемой точности измерения. Увеличение должно соответствовать размеру волокна и полю зрения.

в) Источник света должен быть подведен к другому концу образца, который может быть обработан так же, как и первый конец, и установлен так, чтобы изображение на конце волокна было полным и четким. В случае необходимости можно использовать иммерсионную жидкость для подведения оптической мощности от источника к образцу.

Метод А3. Четыре концентрических круга

Назначение
  Метод устанавливает требования к проверке параметров и допусков оптических волокон. Он не пригоден для измерения действительных значений диаметров сердцевины и оболочки, а также овальности и неконцентричности.
Метод позволяет определить, соответствуют ли параметры волокна требованиям технических условий. Метод следует использовать для проверки распространения светового импульса от входа к выходу световода.

Используя четыре концентрических круга, образующих две круговые зоны, имеющие диаметры оболочки и сердцевины соответственно

определяют поле допуска. Волокно считают выдержавшим испытание, если может быть найдено такое положение волокна в поле допуска, чтобы контуры оболочки и сердцевины полностью находились внутри двух круговых зон. Значения , , , устанавливают в технических условиях.

Проведение испытания

Подготовленный образец фиксируется в зажиме и с помощью источника света в него подается световое излучение так, чтобы контуры сердцевины и оболочки вырисовывались наиболее отчетливо. Если после манипулирования образцом контуры сердцевины и оболочки одновременно окажутся в двух круговых зонах, то это означает, что образец волокна выдержал испытание. Если необходимо, можно получить фотографию, на которой будет отражена степень соответствия параметров волокна установленным требованиям.