功能/作用介绍：
随着光纤制备技术的成熟，各种光纤在通讯、传感等领域有着非常广泛的应用，作为光纤重要参数的光纤折射率直接影响着光纤性能，因此，对光纤折射分布的测量一直是人们研究的重点。目前，科学研究用的光纤折射率的分布测量仪器已经完成研制实现了商业化，但是由于价格昂贵，很难广泛的应用于教学。本“光纤折射率分布测试实验仪”的研制很好的弥补了目前适用于光纤折射率分布测量相关仪器欠缺的空白。该“光纤折射率分布测试实验仪”能够实现以下功能：
(1)实现光纤端输出光功率的测量;
(2)光纤折射率分布的测量;
(3)实现进行一维光纤折射率分布曲线、二维光纤折射率分布图像、三维光纤折射率分布图的显示。
光纤折射率分布测试实验仪主要包括机械部分、光学部分、硬件电路和软件部分。
硬件部分包括数据采集卡、步进电机驱动器、激振器驱动器、电容位移传感器和光电探测器。其中数据采集卡接收光电探测器的模拟信号，模拟输出激振器的驱动信号，计数器输出步进电机的驱动信号。电容位移传感器测量二维扫描平台振动的位置。两路光电探测器分别用来对光源进行监测和接收光纤样品折射出的光功率。激振器驱动器分别驱动两路激振器运动，实现对X-Y二维扫描平台的控制。步进电机驱动器用于驱动步进电机带动聚焦控制平台运动。
光学部分主要包括光源、线偏振片、1/4波片、反射镜、分束镜、扩束镜、聚焦透镜、聚光器等。激光通过线偏振片和1/4波片变为圆偏振光，通过反射镜改变激光传输方向，经过分束镜分束，一束光直接照射到光源监测探测器，另一束光经过扩束镜将高斯光束装换成聚焦分布的“朗伯”光束。“朗伯”光束经过聚焦透镜形成光斑进入样品池和被测光纤，折射出的光通过聚光器汇聚到探测器上。
机械结构主要有样品池，X-Y二维扫描平台、聚焦控制平台。样品池用于加载光纤样品，在样品池中光纤样品被浸泡在折射率匹配液中。X-Y二维扫描平台可以紧密固定样品池，并带动样品池做二维扫描运动。聚焦控制平台控制聚焦透镜沿Z轴运动，使激光光斑聚焦到光纤端面上。
光纤折射率分布测试实验仪主要工作过程是计算机软件结合数据采集卡输出模拟信号并利用激振器驱动模块控制X-Y二维扫描平台带动样品池作二维扫描运动;通过计数器脉冲输出控制步进电机驱动器，进而驱动聚焦控制平台带动聚焦透镜运动，使聚焦光斑照射到光纤样品端面上。两路光电探测模块将光强信号转换为电信号，电容位移传感器将二维扫描平台的位置信号转换为电信号，这些信号通过据采集卡进行采集送入计算机进行下一步处理。计算机通过软件对采集到的数据进行处理，生成二维、三维折射率分布图，计算出光纤的几何尺寸和最大理论数值孔径，并对数据进行保存。
目前，该仪器共有1套，主要用于我校“光纤理论与技术”课程的配套实验的教学。该仪器实现了光纤折射率分布的自动测量，能够对测量光纤进行一维光纤折射率分布曲线、二维光纤折射率分布图像、三维光纤折射率分布图的显示，能够使同学们直观了解光纤折射率的分布，有助于同学们更好地掌握光纤的相关知识。该仪器价格低、精度高具有很好的推广前景。
作品名称：光纤折射率分布测试实验仪
完成单位：哈尔滨工程大学理学院大学物理实验示范教学中心
