一、技术原理与光纤结构特性
金相显微镜的适配性
进口金相显微镜(如徕卡、尼康、奥林巴斯等品牌)通常具备高分辨率光学系统、精 密载物台和专业图像分析软件,可通过反射光或透射光观察光纤微观结构。其核心原理是利用光的反射 / 透射特性,通过物镜放大光纤截面或表面形貌,结合软件实现几何参数的精 确测量。
光纤的关键测量参数
横截面参数:纤芯直径、包层直径、纤芯偏心度(纤芯与包层的同心度)、不圆度(截面椭圆度)。
表面特性:切割端面平整度、划痕、污染颗粒等。
内部结构:多层包层分布、应力双折射(需偏振光辅助观察)。
二、样品制备与仪器准备
1. 光纤样品预处理
截面制备
切割法:使用光纤切割刀(如住友 TYPE-81M)制备平整端面,适用于单模 / 多模光纤,但需注意避免截面崩裂;
镶嵌抛光法:将光纤嵌入环氧树脂或金相镶嵌料中,固化后用砂纸(800#-5000#)逐级抛光,最后用抛光膏(如氧化铝或金刚石悬浮液)精抛,适用于需要观察内部结构的场景。
清洁处理:用无尘布蘸取乙醇或丙酮擦拭端面,去除油污和碎屑,避免污染影响观察。
2. 进口金相显微镜的准备
硬件配置
物镜选择:10×-100× 物镜(如 10× 观察整体截面,50×/100× 测量纤芯细节),部分gao端机型配备长工作距离物镜,避免接触样品;
照明系统:可调式落射光(反射光)用于表面观察,透射光(需搭配光源附件)用于透明光纤截面,建议启用微分干涉对比(DIC)或偏振光增强折射率差异的对比度;
载物台:使用精 密机械载物台或电动载物台,配合光纤专用夹具固定样品,防止位移。
软件校准
打开图像分析软件(如徕卡 LAS X、尼康 NIS-Elements),用标准校准片(如 10μm 刻度标尺)校准像素尺寸,确保测量精度(误差≤0.5μm)。
三、观察与测量操作步骤
1. 截面观察流程
安装样品:将切割或镶嵌好的光纤样品固定于载物台,端面正对物镜,调整载物台高度至物镜接近样品(避免碰撞)。
光路调节
先使用低倍物镜(10×)对焦,调节孔径光阑和视场光阑,优化亮度和对比度;
切换至目标物镜(如 50×),微调细准焦螺旋,直至光纤截面轮廓清晰(纤芯与包层因折射率差异呈现明暗分界)。
图像采集与增强
若对比度不足,启用 DIC 棱镜或插入偏振片(正交偏振光下,应力区域会呈现彩色干涉条纹);
拍摄高清图像,保存为 TIFF 或 JPG 格式(避免压缩失真)。
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