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为了更高的耦合效率:红外相机测量激光束的精度

发表于05/09/2016

可见短波红外辐射将源信号馈送到光纤电缆中,随着尽可能少的损失,电信公司使用配备盟友视觉的红外相机的激光束分析器监测激光的性能数据。

在整个历史中,人类已经使用了光学信号进行通信 - 从烟雾信号到海上光信号到现代通信媒体。必须实时传输的数据量不断上升,需要开发更强大的传输方法。在互联网和多媒体时代,由于超过100太赫兹的传输容量,激光束用作信息载体。光纤电缆特别适用于传输这些光学信号,并且在带宽方面远远优于经典的铜缆。在基于光纤的网络技术中,具有1,300纳米波长和1,550纳米(NM)的光脉冲,因为光纤的材料特异性光损失是这些值最低的。

可见短波红外辐射
任何使用手机连接观看在线视频或电视的人,或使用其他服务,期望最无失真的图片和音质。为了确保发送激光信号的稳定性,电信公司使用激光束分析装置称为分析器。为了有效激光使用,监测和符合光束位置和尺寸,功率和激光束轮廓的参数非常重要。当光信号在电缆中耦合时,应避免辐射散射损耗以及不同的入射角。纤维直径约为6μm,捆绑并引导光束,使耦合效率导致原始光束与耦合性能的关系 - 是最佳的,代表着挑战。决定性参数的实时测量位置电信提供商能够持续校准光束,从而优化性能。

Cinogy Technologies GmbH在Ruderstadt德国是一种高质量激光束特征系统的提供者。它们的激光束分析器,用于近红外线范围,即电信波长下降,基于现代Ingaas(铟 - 砷化镓)传感器,并配有来自盟友视觉的红外相机。在短波红外范围内,基于InGaAs传感器的光束分析器特别适用于激光测量。由于CCD和CMOS传感器只能用于高达1,100nm的波长,因此基于IngaAs-Sensor的相机扩展可测量的波长范围高达1,700nm。

CINOGY在激光光束廓线仪中安装了Allied Vision Goldeye G-008 SWIR (320x256像素)或Goldeye G-033 SWIR (640x512像素)红外相机,这取决于所需的分辨率。这两种型号都使用了SWIR(短波红外)InGaAs FPA传感器,在900 nm到1700 nm的光谱范围内都很敏感。

由于标准的千兆以太网接口,通过以太网集成电源,以及综合的输入/输出控制选项,摄像机可以集成到复杂的CINOGY激光束轮廓仪中,操作和控制都没有问题。相机内部用于激光光束表征的冷却传感器能够在保持低背景噪声的同时提高灵敏度,即使是在长曝光时间下。

可视化激光轮廓
激光束直接指向InGaAs传感器,然后可以进行分析。使用CINOGY技术公司开发的RayCi分析软件对摄像机捕捉到的数据进行分析。该程序能够在实时测量中连续监测光束参数,如耦合效率。如果光束中存在不需要的结构,则激光剖面显示系统中存在的信号损失。为了测量性能的稳定性,值是在一个定义的时间段内测量的,并相互比较。

决定参数在各种二维剖面中显示,再现了梁的形式和剖面。颜色分级的鳞片突出了不同的特征。可以选择侧视图,也可以选择平面图。

此外,该软件还提供了一个XML-RPC接口用于远程软件控制。这使得波束分析能够高效而简单地集成到外部应用程序中。易于通过XML命令在不同的系统平台上实现,这使这个接口与众不同。例如,可以使用LabView应用程序、脚本或Excel来控制RayCi。针对各种编程语言的动态链接库(DLL)也可用,允许集成到非常特定的应用程序中。

复杂的系统和简单的应用
“通过基于IngaAs-Sensor的激光束特性系统,可以在电信领域中的用户在红外范围内进行激光束分析和优化,这是基于CCD或CMOS传感器的系统不可能的,“Cinogy Technologies的董事总经理安迪·梅林说,强调了从盟军视觉中选择Goldeye摄像机模型来装备分析器。然而,红外摄像机仅在复杂系统中使用。在相机的传感器上简单地,激光器简单地“烧制”,并且相机将红外线转换为激光的可见记录“。

基于InGaAs传感器的激光束表征系统已经在世界范围内使用。CINOGY Technologies目前正在开发一种新的测量系统,主要用于红外范围;盟军视觉公司的红外摄像机将是一个不可或缺的组成部分。