光學(xué)测量的主要仪器与应用(yòng)
来源: 阅读:370 发布时间:2023-04-27 11:24:09
光學(xué)测量的主要仪器与应用(yòng)

光學(xué)测量是光電(diàn)技术与机械测量结合的高科(kē)技。借用(yòng)计算机技术,可(kě)以实现快速,准确的测量。

光學(xué)测量主要应用(yòng)在现代工业检测,主要检测产品的形位公差以及数值孔径等是否合格。
光學(xué)测量仪器分(fēn)类
光學(xué)测量的被测件进行分(fēn)类,主要分(fēn)為(wèi)3类:有(yǒu)源器件,无源器件,高速通信。有(yǒu)源器件主要有(yǒu):调制器,发送器,接收机,放大器,MUX/DEMUX,光電(diàn)和電(diàn)光转换器,以及激光源。
无源器件主要有(yǒu):滤波器,光纤,光连接器,光分(fēn)路器,光衰减器。高速通信主要有(yǒu):40G/100G光通信,广播電(diàn)视通信,光纤接入,4G通信,光纤无線(xiàn)電(diàn)等。
通用(yòng)光學(xué)参数测试类仪器主要有(yǒu):可(kě)调谐和大功率激光源,光功率计,回波损耗测试仪,光衰减器,光开关,多(duō)波長(cháng)计,光谱分(fēn)析仪。
光電(diàn)/偏振/复杂调制类仪器主要有(yǒu):光波元器件分(fēn)析仪/光色散和损耗分(fēn)析仪,偏振分(fēn)析仪和控制器,光调制分(fēn)析仪,任意波形发生器,光/電(diàn)和電(diàn)/光转换器。
比特误码率和波形分(fēn)析类仪器主要有(yǒu):串行/并行误码仪,光示波器和模块。 
光學(xué)测量仪器应用(yòng)
扫描波長(cháng)光學(xué)测量解决方案
结合使用(yòng)一个或多(duō)个光功率计与可(kě)调激光源 (TLS),可(kě)以支持光功率与波長(cháng)关系测量。
此类测量常用(yòng)于确定被测器件输入功率与输出功率的比值,比值称為(wèi)插入损耗,单位為(wèi) dB。当 TLS 在选中范围内调谐波長(cháng)时,功率计将定时采样指定数量测量点的功率。
通过一个触发信号与 TLS 扫描同步,这些样本能(néng)够实现与对应波長(cháng)的精确相关。使用(yòng)多(duō)个功率计可(kě)以同时测量多(duō)端口器件 (例如多(duō)路复用(yòng)器、功率分(fēn)离器和波長(cháng)开关) 的输出。
使用(yòng)81600B、81940A 或 81980A TLS,以及功率计 (例如 816x 系列模块或多(duō)端口 N7744A 和 N7745A) 和免费的 N7700A IL 软件,可(kě)以组成一个测量系统。这些“波長(cháng)扫描”例程的编程过程非常简单,可(kě)以使用(yòng)免费的 816x 即插即用(yòng)驱动程序,并应用(yòng) N4150A 光基础程序库 (PFL) 的测量功能(néng)进行增强。该测量装置在 TLS 后与 81610A 回波损耗模块连接,还可(kě)以测量光反射 (回波损耗)。
这些激光源中内置波長(cháng)监测功能(néng),可(kě)以确保高波長(cháng)精度和可(kě)重复性,特别是在快速波長(cháng)扫描的过程中。这些“波長(cháng)记录”数据利用(yòng)测量触发信号实现与功率计的同步。
如果需要更高的绝对波長(cháng)精度,可(kě)通过气體(tǐ)参考信号进行偏置校准,PFL 支持工程师方便地完成校准操作。InGaAs 功率检测器在单模光纤波長(cháng)范围 (1260-1630nm) 内具有(yǒu)小(xiǎo)的响应度变化以及高灵敏度和宽动态范围,是进行此类测量的较佳工具。
N7744A 和 N7745A 功率计特别适合这些扫描波長(cháng)测量:快速采样率和宽信号带宽可(kě)在高速扫描时获得高分(fēn)辨率的测量结果,而且测量迹線(xiàn)没有(yǒu)失真。更快的数据传输速度可(kě)以极大提高吞吐量,尤其适合端口数量多(duō)的情况。
瞬时功率测量
使用(yòng)多(duō)端口光功率计进行瞬时功率测量:通过测量光功率電(diàn)平变化以确定光纤切换时间,从而观察光纤移动或网络重新(xīn)配置所带来的瞬时波动,这已经超出了大多(duō)数光功率计的设计功能(néng)。
这些传统光功率计通常仅用(yòng)于对光功率電(diàn)平 (常数或与其他(tā)仪器同步变化) 进行校准测量。传统仪表的典型采样率 (约 10 kHz)、数据容量 (约 100,000 个样本) 以及到控制器的数据传输速度往往不足以支持此类时间相关应用(yòng)。
另外一些方法,例如结合了示波器的快速光電(diàn)转换器,已经在实际中得到应用(yòng),并在部分(fēn)标准中得以采用(yòng)。然而,这些方法往往以光功率校准為(wèi)代价,需要额外的整合,并且对示波器带宽提出了额外的要求。
现在,N7744A 4 端口和 N7745A 8 端口光功率计通过一个小(xiǎo)巧完整的可(kě)编程仪器,并配合控制器计算机,可(kě)以轻松进行这些测量。
这些新(xīn)型功率计能(néng)够以高达每秒(miǎo)百万次的可(kě)选采样率精确记录光功率,每端口存储高达200 万个样本,通过 USB 或 LAN 快速传输数据,支持同时进行测量和数据传输,实现不间断的持续功率监测。新(xīn)型 N7747A 和 N7748A 高灵敏度功率计可(kě)以用(yòng)于相同的目的,區(qū)别在于较低的带宽将采样速率降低至万次/秒(miǎo),但能(néng)够提供更低的噪声,适用(yòng)于弱信号测量。
通信波形测量
对于任何高速通信信号,必须测试通道和基本信号特征,以保证它们符合标准,并能(néng)够与系统计划中的其它设备进行互操作。
以宽带采样示波器為(wèi)基础设计的数字通信分(fēn)析仪(DCA)在研发、器件验证和批量收发信机生产领域久享盛誉,被公认為(wèi)是对光波形进行精确分(fēn)析的行业标准。除了基本的眼图和脉冲波形表征之外, DCA 还能(néng)进行先进的抖动分(fēn)析和通道阻抗表征。
纤通道网络中使用(yòng)的光收发器测试
此类网络具备三种拓扑:点到点、仲裁环路和交换结构。使用(yòng)光收发器可(kě)以优化设备之间的连接。例如在交换拓扑结构中,SFP+ (8 GFC 和 16 GFC)、XFP (10 Gb/s) 和 SFP (≤ 4Gb/s)收发信机均用(yòng)于连接交换结构和各种设备(例如存储和计算设备)。
用(yòng)于测试光收发器的典型码型包括 PRBS 系列、JSPAT 和 K28 系列,位于 N4960A 32 G 误码仪的预装载码型程序库。
对于 16 GFC 应用(yòng) (14.025 Gb/s), N4960A 能(néng)够执行 BER 测量,提供压力码型发生器信号以进行接收机测试。16 GFC 设备通过精确表征使得技术指标都在严格的容限范围内。N4960A 结合了 N4980A 多(duō)仪器 BERT 软件,也可(kě)提供抖动容限测试,以便完成精确表征。 
主要应用(yòng)的行业领域有(yǒu):
金属制品加工业、模具、塑胶、五金、齿轮、手机等行业的检测,以及工业界的产品开发、模具设计、手扳制作、原版雕刻、RP快速成型、電(diàn)路检测等领域。除此之外非接触检测技术的应用(yòng)在机械制造行业中,為(wèi)了使机加工的产品能(néng)达到设计精度和质量要求。
主要仪器表现為(wèi):二次元、工具显微镜、光學(xué)影像测量仪、光學(xué)影像投影仪、三次元、三坐(zuò)标测量机、三维激光抄数机等。
非接触检测技术的应用(yòng)
在机械制造行业中,為(wèi)了使机加工的产品能(néng)达到设计精度和质量要求,除了传统的物(wù)理(lǐ)计量与检测实现方法,可(kě)以运用(yòng)高性能(néng)计算机及软件技术、光學(xué)、光學(xué)成像、声學(xué)与机器动作多(duō)种混合技术实现的逻辑计量与检测,习惯将这些复杂的计量与检测技术称之為(wèi)非接触计量与检测技术。
将这些非接触计量与检测技术应用(yòng)到為(wèi)客户定制的计量与检测工具和设备之中,在实际项目中取得了满意的预期效果。技术实现方式如:
1) 光電(diàn)检测技术的应用(yòng)
2) 辐射检测技术的应用(yòng)
3) 電(diàn)量检测技术的应用(yòng)
4) 阻抗检测技术的应用(yòng)
5) 超声检测技术的应用(yòng)
6) 特殊复杂传感技术集成应用(yòng) 
工业检测系统设计
能(néng)根据客户的需求不断的為(wèi)客户提供性价比好的检测系统。加快客户产品投放市场的进度,同时也提高客户产品在市场的竞争优势。包括以下设计内容:
1) 数据处理(lǐ):数据采集、数据分(fēn)析、数据传输
2) 工业组态软件设计:实时数据库、实时控制、连网、开放数据接口、对I/O设备的广泛支持。
3) 中央控制系统设计
技术服務(wù)
在实际工作中,有(yǒu)的设备需要為(wèi)了提高加工精度或增加其他(tā)所需的检测功能(néng)。也需要提供相映的技术服務(wù),使之具有(yǒu)更高自动化程度和自动计量与检测功能(néng)。 
自动控制设计
将工业测试系统与工业自动控制有(yǒu)机的结合,从可(kě)编程序控制器应用(yòng)设计(PLC)、非接触检测系统到中央控制系统设计,最终為(wèi)提高机械设备的加工和自动校验精度、实现智能(néng)化控制、提高成品率、缩短交货周期、降低生产成本,全面提升企业的市场竞争力。
光學(xué)测量仪器——非接触式测厚仪
非接触式测厚仪是一种在線(xiàn)、非接触式的测厚仪。非接触式测厚仪就是测量仪器与被测物(wù)體(tǐ)非接触测量,能(néng)够很(hěn)好的保护所测物(wù)體(tǐ)。
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