本發(fā)明屬于光學測量儀器，具體涉及一種光學系統(tǒng)及預制棒分析系統(tǒng)。

背景技術：

1、光纖(optical?fiber)是光導纖維(可以傳導光的纖維)的簡寫，是一種由玻璃或塑料制成的纖維，可作為光傳導工具。光纖通過對光纖預制棒進行一系列處理獲得，而光纖預制棒通常通過軸向氣相沉積法(vapour?phase?axial?deposition，vad)、外部化學氣相沉積法(outside?chemical?vapour?deposition，ovd)、等離子體化學氣相沉積法(plasmaactivated?chemical?vapour?deposition，pcvd)等工藝制作。圖1是常規(guī)預制棒的制作示例圖。如圖1所示，鍺化合物、硅化合物燃燒氣化后進行氣相沉積，沉積過程中預制棒固定在支架上以一定速度旋轉(zhuǎn)，并且燃燒物相對于預制棒以一定速度做往復運動，通常旋轉(zhuǎn)速度和往復運動的速度恒定。通過這種方式制造獲得預制棒成品。然而，由于旋轉(zhuǎn)速度和往復運動的速度恒定，造成預制棒的每一層厚度也是恒定的，這種情況使得參雜濃度發(fā)生周期性波動，即參雜濃度不均勻，導致預制棒存在周期性條紋16。圖2是圖1中的預制棒產(chǎn)生的周期性條紋的示例圖。如圖2所示，在預制棒的端面，可以看到規(guī)律的周期性條紋16。

2、光纖是光纜的重要組成部分，并且光纖預制棒的幾何參數(shù)對光纜的性能影響很大，因此在預制棒拉制之前必須嚴格測量光纖預制棒的幾何參數(shù)。目前光纖預制棒的檢測方法主要是通過預制棒分析儀進行分析，預制棒分析儀通過對光纖預制棒橫向掃描，得到光束每次橫向移動后的偏轉(zhuǎn)信息，利用該偏轉(zhuǎn)信息得到光纖預制棒的幾何參數(shù)。然而，在使用預制棒分析儀對圖1中的預制棒進行分析時，預制棒激發(fā)的光束會發(fā)生衍射，且高階衍射光與零階衍射光發(fā)生干涉，導致無法準確獲得光纖預制棒的幾何參數(shù)，影響預制棒品控，嚴重降低光纜質(zhì)量。

技術實現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有的預制棒分析存在光束衍射以及光束干涉，無法準確獲得預制棒的幾何參數(shù)，影響預制棒品控，進而嚴重降低光纜質(zhì)量的問題，本發(fā)明提供了一種光學系統(tǒng)及預制棒分析系統(tǒng)。本發(fā)明要解決的技術問題通過以下技術方案實現(xiàn)：

2、第一方面，本發(fā)明提供一種光學系統(tǒng)，包括：無衍射光束生成模塊，用于生成無衍射區(qū)域中心處的寬度為第一寬度的第一無衍射光束；反射模塊，用于將所述第一無衍射光束反射至寬度調(diào)整模塊；所述寬度調(diào)整模塊，用于對入射的所述第一無衍射光束進行聚焦，生成無衍射區(qū)域中心處的寬度為第二寬度的第二無衍射光束；其中，所述第二寬度小于所述第一寬度，并且，所述第二無衍射光束用于照射到預制棒上，以確定所述預制棒的幾何參數(shù)。

3、在一些實施例中，所述第二寬度大于所述預制棒的棒芯層的半徑。

4、在一些實施例中，所述寬度調(diào)整模塊包括：第一聚焦透鏡，用于對入射的所述第一無衍射光束進行聚焦，生成聚焦光束；第二聚焦透鏡，用于對所述聚焦光束進行聚焦，生成所述第二無衍射光束。

5、在一些實施例中，所述第一聚焦透鏡的焦距大于所述第二聚焦透鏡的焦距，并且，所述第二聚焦透鏡的焦距與所述第二寬度正相關。

6、在一些實施例中，所述第一聚焦透鏡與所述第二聚焦透鏡之間的間距為第一距離和第二距離之和，其中，所述第一距離是指與所述第一聚焦透鏡的焦距的數(shù)值相等的距離，所述第二距離是指與所述第二聚焦透鏡的焦距的數(shù)值相等的距離。

7、在一些實施例中，所述無衍射光束生成模塊包括：激光器、擴束鏡、錐透鏡，其中，所述激光器，用于發(fā)射高斯光束；所述擴束鏡，用于增加所述高斯光束的光束直徑，以及減少所述高斯光束的發(fā)散角，以生成擴束光環(huán)；所述錐透鏡，用于將所述擴束光環(huán)轉(zhuǎn)換為所述第一無衍射光束。

8、在一些實施例中，所述反射模塊為全反射鏡。

9、第二方面，本發(fā)明還提供了一種預制棒分析系統(tǒng)，包括：平臺、設置在所述平臺上的如上述第一方面所述的光學系統(tǒng)、設置在所述平臺上的探測模塊和分析模塊；所述光學系統(tǒng)，用于在所述平臺的帶動下沿著垂直于預制棒的軸向的方向采用第二無衍射光束對所述預制棒進行上下掃描，其中，所述第二無衍射光束的無衍射區(qū)域位于所述預制棒的棒芯層內(nèi)，且所述第二無衍射光束的無衍射區(qū)域的中心對準所述預制棒的軸線；所述探測模塊，用于接收所述預制棒激發(fā)出的無衍射光束，并根據(jù)所述無衍射光束的能量獲取所述無衍射光束的位移信息，并將所述無衍射光束的位移信息發(fā)送給所述分析模塊，所述無衍射光束的位移信息是指所述無衍射光束偏移光軸的距離信息；所述分析模塊，用于利用所述無衍射光束的位移信息，確定并輸出所述預制棒的幾何參數(shù)。

10、在一些實施例中，所述探測模塊包括：線性相機，其中，所述線性相機，用于接收所述無衍射光束，并在所述無衍射光束的能量大于預設閾值時，獲取所述無衍射光束的位移信息，并將所述無衍射光束的位移信息發(fā)送給所述分析模塊。

11、在一些實施例中，所述預制棒固定放置于匹配液容器內(nèi)，所述匹配液容器中的匹配液的折射率與所述預制棒的包層的折射率相同。

12、本發(fā)明具有如下有益技術效果：

13、(1)使用無衍射光束對預制棒進行掃描，激發(fā)的光束仍為無衍射光束，避免了光束衍射以及高階衍射光與零階衍射光發(fā)生干涉的現(xiàn)象，極大提高預制棒掃描的精確度，有效提高對預制棒的品質(zhì)把控，進而極大提高光纜質(zhì)量。

14、(2)可以避免使用更長波長或多波長光束進行掃描時，需要更換其他激光器或使用多個激光器，造成系統(tǒng)復雜且成本昂貴等問題，具有極大降低投入成本，避免引入人為誤差，更易于操作的優(yōu)點。

15、(3)傳統(tǒng)的分析方式需要根據(jù)預制棒條紋進行計算波長，并且需要找出兩種波長光束在探測器中衍射條紋峰值位置一致的位置，而本發(fā)明中使用無衍射光束進行掃描，獲得的光束為無衍射光束，不存在光束衍射和光束干涉的問題，即無需尋找衍射條紋峰值位置一致的位置，這種方式無需增加額外計算，并且計算過程與傳統(tǒng)的計算方法一致，具有計算復雜度低的特點。

16、(4)傳統(tǒng)的分析方式由于存在光束衍射和光束干涉的問題對預制棒條紋寬度有一定要求，而本發(fā)明獲得的光束不存在光束衍射和光束干涉的問題，進而無需限制預制棒條紋寬度，可以有效提高預制棒的生產(chǎn)效率。

17、以下將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。

技術特征：

1.一種光學系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學系統(tǒng)，其特征在于，所述第二寬度大于所述預制棒的棒芯層的半徑。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光學系統(tǒng)，其特征在于，所述寬度調(diào)整模塊包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學系統(tǒng)，其特征在于，所述第一聚焦透鏡的焦距大于所述第二聚焦透鏡的焦距，并且，所述第二聚焦透鏡的焦距與所述第二寬度正相關。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學系統(tǒng)，其特征在于，所述第一聚焦透鏡與所述第二聚焦透鏡之間的間距為第一距離和第二距離之和，其中，所述第一距離是指與所述第一聚焦透鏡的焦距的數(shù)值相等的距離，所述第二距離是指與所述第二聚焦透鏡的焦距的數(shù)值相等的距離。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學系統(tǒng)，其特征在于，所述無衍射光束生成模塊包括：激光器、擴束鏡、錐透鏡，其中，

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學系統(tǒng)，其特征在于，所述反射模塊為全反射鏡。

8.一種預制棒分析系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：平臺、設置在所述平臺上的如上述權(quán)利要求1～7任一項所述的光學系統(tǒng)、設置在所述平臺上的探測模塊和分析模塊；

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的預制棒分析系統(tǒng)，其特征在于，所述探測模塊包括：線性相機，其中，

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的預制棒分析系統(tǒng)，其特征在于，所述預制棒固定放置于匹配液容器內(nèi)，所述匹配液容器中的匹配液的折射率與所述預制棒的包層的折射率相同。

技術總結(jié)
本發(fā)明適用于光學測量儀器領域，提供了一種光學系統(tǒng)及預制棒分析系統(tǒng)，包括：無衍射光束生成模塊，用于生成無衍射區(qū)域中心處的寬度為第一寬度的第一無衍射光束；反射模塊，用于將所述第一無衍射光束反射至寬度調(diào)整模塊；所述寬度調(diào)整模塊，用于對入射的所述第一無衍射光束進行聚焦，生成無衍射區(qū)域中心處的寬度為第二寬度的第二無衍射光束；其中，所述第二寬度小于所述第一寬度，并且，所述第二無衍射光束用于照射到預制棒上，以確定所述預制棒的幾何參數(shù)?；诒景l(fā)明提供的技術方案可以避免光束衍射以及高階衍射光與零階衍射光發(fā)生干涉的現(xiàn)象，極大提高預制棒掃描的精確度，有效提高對預制棒的品質(zhì)把控，進而極大提高光纜質(zhì)量。

技術研發(fā)人員：韓小逸,黃彬,馮延平,于軍,王楊云逗,邵曉鵬
受保護的技術使用者：嘉興庫里智能科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19