基于双光纤共球耦合的微深尺度探测技术

研究目的:研究一种集双光纤共球耦合机理和数字图像处理于一体的微深尺度探测技术,解决“亚宏观”测量领域亟待解决的测量范围、可测深度和测量精度之间的矛盾,以期研制出适用于微内腔体尺寸与形状超精密测量的瞄准传感器。
基本原理:首先利用光纤耦合机理形成双光纤共球耦合器,经由耦合器返回光的能量稳定且达到最大;然后利用返回光能量中心与兼作传感器触测点的耦合器在空间位置的一一对应关系,得到传感器与微腔体内壁的瞄准情况。由于双光纤共球耦合的使用,返回光能量不受腔体深度的影响;传感器触测点触测到腔体内壁时将由于内壁的阻挡作用使出射光纤发生偏转,导致出射光束的能量中心位置在光电接收器上像的位置发生更大变化,实现高灵敏度的精密测量。

  

 

科学意义及应用价值:根据光纤耦合机理建立的双光纤共球耦合模型,为构建新型耦合器奠定了理论基础;该技术把空间的横向位置转变为光束的偏转,可大幅度提高测量分辨力和范围,为微内尺度的精密测量提供一种新的技术途径。利用该技术可测量的最小内腔尺寸为50m,可测的最大深径比达40:1,测量不确定度优于0.5m。
    该技术已申请国际发明专利。