光纤倒像器透过率均匀性的研究_电子论文

（光纤倒像器透过率均匀性的研究 毕业论文24页 11317字）
摘要：光纤倒像器是在生产光纤倒像器毛坯的基础上，将长度大于横截面尺寸的光纤倒像器毛坯加热并保持在软化温度扭转180°制成的又一种硬型光纤元件。其功能是把输入端面的像绕其轴线扭转180°在输出端面成倒立的像。它是一种重要的光电真空器件，集荧光屏基板、图象传递及倒转于一体，可缩短像增强器后继光路距离，使微光夜视仪结构更加紧凑。目前主应用于贴近式二代微光管，使夜视仪的体积减小，重量减轻。
光纤倒像器毛坯在这一加热、扭转过程中，纤维长度随着纤维到面板中心的距离近乎成比例增加；同时纤维的形状也由原来的柱形纤维变成直径随长度变化的锥形纤维。这两方面的变化使得经过扭转的倒像器和原纤维板相比，性能发生了较大的变化。通过改进玻璃系统，在一定程度上降低芯皮玻璃间离子扩散和相互渗透的程度，可提高光纤倒像器的实际数值孔径；通过调节EMA吸收量，既能满足像增强器对光纤倒像器荧光屏透过率的要求，又能保证最大程度地吸收光纤中逸出的杂散光，提高对比度。选择合理的芯皮比，不仅可弥补因扭转拉伸造成的皮层厚度减薄，还可进一步增加皮层厚度，抑制光从光纤中逸出。
本文用定性的方法，分析影响光纤倒像器透过率的若干因素，给出透过率随径向位置和孔径角的变化关系。提出提高光纤倒像器透过率及改善均匀性的几种方法。
关键词：光纤倒像器；透过率；均匀性

The Study Of Transmittable Uniformity Of Fiber-Optic Inverter
Abstract：Fiber-optic inverter is produced on the basis of fiber-optic plate, to heat the fiber-optic plate whose length is longer than cross-sectional size and keep at the softening temperature, reverse 180° become a new hard fiber-optic components. Its function is to reverse the input image by 180°, and output an inverted image. It’s an important vacuum of optoelectronic device, which aggregate screen substrate, image transmission and invert, it also may shorten the optical distance of the Image intensifier, so make night vision smaller. At present, most of them are used in the dim light of the second generation, to reduce the size and weight of the night vision equipment.
In the process of heating, reversing optical panel, the length of fiber almost proportional increased with distance from fiber to center of the plate; at the same time, the shape of fiber changed from cylindrical fibers to cone-shaped fiber that the diameter is change with the length. These two changes make big difference in the performance of the inversing Image inverter, compared to the fiber-optic plate. By improving the glass system to reduce the ion diffusion and inter-perm eation which may occur to the core-cladding interface, the actual numerical aperture of the fiber image inverters can be improved. By means of adjusting EMA absorption, not only the needs of image intensifiers can be reached for the transmissivity of fiber-optic inverter screens, but also the stray light escaping from the optical fiber can be absorbed to the full extent to improve the contrast. With the selection for a reasonable core-cladding ratio, the cladding thickness reduction caused by torsion stretch can be remedied and also the cladding thickness can be increased further more to rest rain the light to escape from fibers.
In this paper, the effect of some factors on the transmission of fiber-optic inverter is analyzed, and the relation of the transmission between radial position and aperture angle is given. And give out ways to improve transmittable uniformity of fiber-optic inverter.
Keywords: Fiber-optic Inverter；Transmission；Uniformity
Classification：TN253

目录
摘要 I
目录 III
1 引言 1
2 光纤与光学纤维面板 3
2.1 光纤的结构及传光原理 3
2.2 光学纤维面板 3
3 光纤倒像器 5
3.1 光纤倒像器的光纤结构与特性 5
3.2 扭转纤维的形变及传光传像性能特性 5
3.3 光纤倒像器的透过率 7
3.3.1 透过率的定义 7
3.3.2 影响光纤倒像器透过率的因素 7
4 提高光纤倒像器透过率及其均匀性的方法 12
5 结论 14
参考文献 15
作者简历 16
学位论文数据集 17

1 引言
光纤传输技术正在以惊人的速度改变着通信技术领域。事实上，因为通信技术在信息的容纳量上只有更多，没有最多的这一要求，近年来商业传输系统的带宽已经增加了100多倍。一根光纤潜在的信息承载量被估计为50Tbps，但从实际角度来说，商业连接已达到传输远小于100Gbps的传输，而这个数字已经是其它传输介质所无法达到的惊人速度。两项最近的技术进展---波分复用器（WDM）和掺铒光纤放大器（EDFA）---这两项技术大大提高了现有系统的容量，对正在开发中的系统的信息承载量也有显著的提高。事实上，波分复用器已经快速成为对容量进行连贯可控制的增加的技术选择。
要记住的是：通信技术正以猛烈的速度发展着，其中光纤通信系统是最有生机的领域之一。为了能让自己跟上不断更新的光纤技术及其产品，即要掌握该领域的最新动态，可以参阅相关书刊杂志，或亲临相关产品会展的现场，还可以仔细研究各个公司在该领域的大量产品文献。
光电成像技术作为一门科技含量高的新兴科学，随着在夜战、国防、公安、医学、航天等领域需求的不断发展，新概念、新思想、新工艺和新技术的涌现，推动着成像器件和技术向着高灵敏度、高响应速度、高分辨力、低噪声、宽光谱响应、大动态范围、小型化、固体化的方向发展光纤通信系统是一种典型的通信系统。在介绍新型的光学产品之前，首先简单的介绍一下光纤通信系统的主要组成以及它的各部件的功能。一个光纤通信系统通常包括：传输器，光纤和接受器。所要传输的信息进入电传输器，在其中经过一系列常规的准备工作—即信息被转换为电信号，然后被调制和复用。然后信号移至光纤传输器中，在此进一步转换成光信号并最终通过光纤来传输。接收端，光纤探测器将光信号重新转换回电信号，这一过程则是通过电接受器来完成，它将信号“还原真实面目”—即信号的原始形式（声音，图像，或数据输出）。
通信系统包括电器件和光器件。其中电器件处理信号的原始形态与电形态。而光器件则是用于准备和传输光信号。光器件组成了一个光纤传输系统。传输器的关键组成部分是光源。光源的主要功能是将要被传输的信息从它的电信号转换成光信号。现今被光纤传输系统用作光源的器件有二极管和激光二极管等。两者都是微小的半导体器件能有效地将电信号转换为光信号。它们需要提供能量的回路和调制回路。所有的这些器件都建造在完整的个体上。在光纤传输系统中，其传输中介即为光纤。光纤是将光从传输器引导到接受器的一种透明可弯曲的丝状体。光信号从传输端通过光纤被传输到接收端。光纤通常由硅玻璃做成，有时也由塑料制成（但在现今不是很普遍）。其粗细相当与人的一根头发丝。为了保护这么脆弱的光纤不受周边环境的损伤，其外会有一层保护层。而裸光纤，被密封在其它不同的层中后，共同组成了被广泛应用的光纤导线。接受器的关键组成器件是它的光探测器。光电探测器的主要功能是将光信号转换回电信号（光电流）。
而光纤制品中的一种硬光纤传像元件——光学纤维面板，正在被更多的领域所使用。光学纤维面板(Fiber Optic Plates)，是由复合光纤按一定规则排列、融压而成的能将图像从一表面传到另一表面的光电子传像器件。光纤面板具有传光效率高，级间耦合损失小、传像清晰、真实，在光学上具有零厚度等特点[1]。
在生产光纤面板的基础上，将长度大于横截面尺寸的光纤面板加热并保持在软化温度扭转180度制成又一种硬型光纤元件，我们称之为光纤倒像器。其功能是把输入端面的像绕其轴线扭转180度在输出端面成倒立的像。它是一种重要的光电真空器件，集荧光屏基板、图象传递及倒转于一体，可缩短像增强器后继光路距离，使微光夜视仪结构更加紧凑。目前主要用于贴近式二代微光管，使夜视仪的体积减小，重量减轻。
光纤、光学纤维面板与光学纤维倒像器在信息、医疗诊断、航天航空、微光摄像、射线成像、微光电视、军事、安全检查中都受到广泛的应用。其中微光成像就占了70％，其次为医疗诊断，占了12％，航天航空和微光摄像分别占6％，剩余的5％和1％分别是用于信息采集与科研事业。
光纤倒像器是一种重要的光电真空器件，由于在制造过程中具有很多不可控制的因素，使光纤倒像器在各个区域存在透过率不均匀这一特点，如果不同区域之间的透射率相差过大，则会影响成像质量，而人们对成像质量要求的不断提高，因此，研究光纤倒像器透过率及其均匀性就显得十分重要。

光纤倒像器透过率均匀性的研究

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