【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学相干断层扫描，特别涉及一种基于渐变式陶瓷插芯的光纤端面距离校准的装置及方法。
技术介绍
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。
2、oct（optical coherence tomography，光学相干断层扫描）是一种非接触性、无创的光学影像诊断技术，它利用弱相干光干涉仪的基本原理，通过检测生物组织不同深度层面对入射弱相干光的背向反射或几次散射信号，来构建生物组织的二维或三维结构图像。这种技术能够提供组织反射率的图像，作为样品上深度和横向位置的函数，具有极高的分辨率和成像深度。
3、随着科技的发展和人类社会医疗的需求，基于oct原理的内窥镜技术在人体内部病变结构的检测应用越来越广泛，主要技术路径是通过内窥镜将oct成像光束投射并聚焦到人体内部组织上，进行扫描并收集来自组织的背反射光，然后将其传输回oct干涉仪进行图像处理，该技术能够获取组织的高分辨率横截面图像，提供有关微观建筑形态的信息，有助于医生对病变进行精确诊断和评估。
4、然而，这种基于oct技术的内窥镜在设计时，光纤旋转连接器是其重要的组成部分。光纤旋转连接器是基于光学折射和反射原理，通过光纤将光信号输入和输出，完成旋转状态下的过渡传输，保证了传输的光信号的连续性、稳定性，避免了旋转过程中直接扭转光纤而对光纤造成的损坏的一种结构，是基于oct技术的内窥镜设计过程中必不可少的一部分。然而，在设计光纤旋转连接器时需要对两根光纤端面的距离进行校准，但是目前的校准方式还存在如下问题
技术实现思路
1、为了解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于渐变式陶瓷插芯的光纤端面距离校准的装置及方法，渐变式陶瓷插芯的设计，不仅方便裸光纤快速进入陶瓷插芯内部，而且实现了快速的光纤端面对齐；将通光效率以及因光纤转动而产生的通光效率波动进行评估，实现了自动化的距离校准，提高了校准效率和精度。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种基于渐变式陶瓷插芯的光纤端面距离校准的装置。
4、一种基于渐变式陶瓷插芯的光纤端面距离校准的装置，包括：电机、长轴、旋转光纤、位移光纤、位移平台以及渐变式陶瓷插芯，所述旋转光纤穿入长轴中且所述旋转光纤的第一端穿出所述长轴，所述电机的输出端与所述长轴连接以控制所述长轴的旋转；
5、所述旋转光纤的第一端为裸光纤，所述位移光纤与所述位移平台直接或者间接连接，以通过所述位移平台控制所述位移光纤的移动，所述位移光纤的第一端为裸光纤，所述旋转光纤的第一端与位移光纤的第一端分别通过渐变式陶瓷插芯的两个端口插入并中心对齐。
6、作为本专利技术第一方面进一步的限定，所述渐变式陶瓷插芯，包括：插芯本体，所述插芯本体内开有用于旋转光纤裸端和位移光纤裸端插入并中心对齐的通孔；
7、所述通孔的中心位置为内径一致的圆柱状通孔，所述圆柱状通孔的两端分别向外侧延伸且内径逐渐增大。
8、作为本专利技术第一方面更进一步的限定，以插芯本体的中心位置为坐标原点，以插芯本体的中轴线为轴，以水平面内与轴垂直的方向为轴，通孔的轴向截面的边沿曲线包括：第一分段函数、第二分段函数和第三分段函数；
9、圆柱状通孔对应的边沿曲线为第一分段函数，第一分段函数的值为定值，圆柱状通孔的左侧的边沿曲线为第二分段函数，第二分段函数的值为关于的二次函数，圆柱状通孔的右侧的边沿曲线为第三分段函数，第三分段函数的值为关于的二次函数。
10、作为本专利技术第一方面进一步的限定，所述长轴分为两段，两段通过联轴器连接，第一段与所述电机连接，第二段穿过轴承座中的轴承内圈。
11、作为本专利技术第一方面进一步的限定，所述位移光纤通过夹具与所述位移平台连接。
12、第二方面，本专利技术提供了一种基于渐变式陶瓷插芯的光纤端面距离校准的方法。
13、一种基于渐变式陶瓷插芯的光纤端面距离校准的方法，利用本专利技术第一方面所述的基于渐变式陶瓷插芯的光纤端面距离校准的装置，包括以下过程：
14、所述电机带动所述旋转光纤转动一周，得到功率-角度图像围成的图形面积；
15、获取旋转光纤旋转速度、输出光束直径、两光纤的端面距离、通光效率以及用于维持光线准直的最大束腰距离；
16、波动评价系数与图形面积的乘积、转速评价系数与旋转光纤旋转速度的乘积以及效果评价系数与通光效率的乘积三者的加和为第一变量；
17、以所述输出光束直径与所述端面距离的乘积的二分之一次幂为第二变量，第一变量与最大束腰距离的乘积再与第二变量的比值作为评价结果值；
18、根据不同的端面距离确定多个评价结果值，以最大评价结果值对应的端面距离以及对应的两光纤位置为最优校准结果。
19、作为本专利技术第二方面进一步的限定，所述通光效率为：所述位移光纤的第二端光功率与所述旋转光纤的第一端的初始功率的比值。
20、作为本专利技术第二方面进一步的限定，输出光束直径为：，其中，是光波长，是模场直径，是准直器的焦距。
21、作为本专利技术第二方面进一步的限定，最大束腰距离为：。
22、作为本专利技术第二方面进一步的限定，旋转光纤旋转速度为：，其中，为电机旋转磁场的极对数，为电源频率。
23、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
24、1、本专利技术创新性的设计了一种基于渐变式陶瓷插芯的光纤端面距离校准的装置，研制了一种渐变式陶瓷插芯，改良了陶瓷插芯的内部结构，制作出了一款直径渐变式陶瓷插芯，可以使得光纤更容易进入陶瓷插芯内部，方便其中心对准，也便于位移光纤的移动并且同样可以达到减小旋转过程中径向跳动的作用。
25、2、本专利技术创新性的设计了一种基于渐变式陶瓷插芯的光纤端面距离校准的方法，根据使用的应用场景不同选取相同的评估但选取不同的系数，通过比较评价结果值的大小，很直观的得出最佳端面距离，极大的提高了评估效率和评估精度。
26、本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.一种基于渐变式陶瓷插芯的光纤端面距离校准的装置，其特征在于，
2.如权利要求1所述的基于渐变式陶瓷插芯的光纤端面距离校准的装置，其特征在于，
3.如权利要求2所述的基于渐变式陶瓷插芯的光纤端面距离校准的装置，其特征在于，
4.如权利要求1所述的基于渐变式陶瓷插芯的光纤端面距离校准的装置，其特征在于，
5.如权利要求1所述的基于渐变式陶瓷插芯的光纤端面距离校准的装置，其特征在于，
6.一种基于渐变式陶瓷插芯的光纤端面距离校准的方法，其特征在于，利用权利要求1-5任一项所述的基于渐变式陶瓷插芯的光纤端面距离校准的装置，包括以下过程：
7.如权利要求6所述的基于渐变式陶瓷插芯的光纤端面距离校准的方法，其特征在于，
8.如权利要求6所述的基于渐变式陶瓷插芯的光纤端面距离校准的方法，其特征在于，
9.如权利要求8所述的基于渐变式陶瓷插芯的光纤端面距离校准的方法，其特征在于，
10.如权利要求8所述的基于渐变式陶瓷插芯的光纤端面距离校准的方法，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种基于渐变式陶瓷插芯的光纤端面距离校准的装置，其特征在于，
2.如权利要求1所述的基于渐变式陶瓷插芯的光纤端面距离校准的装置，其特征在于，
3.如权利要求2所述的基于渐变式陶瓷插芯的光纤端面距离校准的装置，其特征在于，
4.如权利要求1所述的基于渐变式陶瓷插芯的光纤端面距离校准的装置，其特征在于，
5.如权利要求1所述的基于渐变式陶瓷插芯的光纤端面距离校准的装置，其特征在于，
6.一种基于渐变式陶瓷插芯的光纤端面距...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈淑江，鲁晓旭，宋维业，王智勇，仪维，魏花，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
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