光纤作为激光传输、光通信、特种传感领域的核心载体,纤芯、熔接点、光纤接头、泵浦耦合部位的温度异常,是诱发光纤烧蚀、功率衰减、激光器停机失效的核心诱因。传统光纤测温手段以光纤光栅、分布式 DTS 传感为主,可获取沿光纤链路的一维温度数据,但难以直观呈现光纤截面、熔接区域、耦合端面的二维热分布状态。格物优信国产红外热像仪依托高空间分辨率探测器、微距光学镜头与自研测温算法,以非接触式成像测温方式,对光纤器件、光纤链路、光纤激光器内部光路开展二维热场采集,精准捕捉微小热点、局部温升、热梯度变化,为光纤研发测试、产线质检、设备在线运维提供可视化温度解决方案,补齐传统光纤测温只能 “读数据,看不到热场” 的技术短板格物优信。
一、光纤行业测温面临的现实痛点
光纤以及光纤激光器系统内部,热源尺寸微小,故障呈现局部小范围异常升温特征,传统测温方案在实际应用中存在明显短板。
第一,接触式传感器无法适配微米级纤芯检测。热电偶、热电阻传感器体积偏大,无法直接贴合光纤纤芯,安装接触会改变光纤原有散热条件,引入测量干扰,极易损伤脆弱的光纤涂层与包层,无法对光纤端面、熔接点这类微小区域开展有效测温。
第二,传统光纤传感仅输出一维温度数据,缺失热场图像。光纤光栅、DTS 分布式测温能够输出光纤沿线各点位温度数值,但无法直观看到热点几何形态,难以判断温升是单点缺陷还是一段链路的整体发热,故障溯源只能依靠数据推算,研发阶段定位失效机理效率偏低。当光纤接头污染、微损伤造成局部点状过热时,一维测温容易漏过小尺寸热点,错过早期故障预警窗口。
第三,普通点红外测温仪单点采样,空间信息缺失。红外点温计只能采集光斑内平均温度,光纤熔接点、耦合位置热点尺寸远小于测温光斑,极易被周边基体温度平均稀释,出现测温失真,无法区分光纤本体发热与周边壳体、基板的温度干扰。
第四,高速动态热过程难以捕捉。光纤激光器启停、功率跳变、背反射冲击工况下,光纤器件会出现毫秒级快速温升,普通测温设备帧率不足,丢失瞬态热变化过程,不利于故障机理复现与实验分析。
在光纤激光器量产测试、特种光纤研发、高功率光纤系统运维场景中,行业既需要精准温度数值,更需要完整二维热图像,看清热量如何分布、热点具体出现在哪个位置,以此指导结构优化、散热设计、失效分析,红外热成像测温方案由此成为重要补充手段。
二、格物优信红外热像仪光纤测温工作原理
格物优信红外热像仪基于红外辐射探测原理,一切高于绝对零度的物体都会向外辐射红外能量,设备通过红外焦平面探测器接收光纤器件表面发出的红外辐射信号,经过算法校正、发射率补偿、黑体标定换算,输出每一个像素点对应的温度数值,同步生成可视化红外热图,实现非接触、无损伤的二维温度场测量。
针对光纤纤芯、熔接点、光纤输出头等微小目标测温难点,格物优信配套专用微距 / 显微红外镜头,压缩最小可分辨尺寸,把观测视场收缩至毫米甚至微米级别,将纤细光纤、微小熔接区域完整铺满探测器靶面,解决普通镜头下光纤目标过小、像素占比不足导致测温不准的行业难题。
与 DTS、光纤光栅这类 “光纤本身作为传感器” 的测温方式不同,红外热像仪属于外部非接触观测方案:不改动原有光纤结构,不接入光路,不破坏光纤涂层,直接从外部采集光纤器件表面热辐射,适合实验室研发测试、样品失效分析、产线抽检;两类技术可以互为互补,DTS 做长距离全链路长期在线监测,红外热像仪做局部关键位置二维热场精细分析。
格物优信完整的国产化软硬件体系,探测器、机芯、镜头、热分析软件全部自主可控,软件支持自定义 ROI 测温框,可对光纤熔接点、接头、泵浦耦合区单独框选,输出最高温、最低温、平均温度、温度曲线,自动记录功率变化过程中光纤各部位温度演变,支持数据导出、热图存储,方便实验复盘与报告输出。

三、格物优信热像仪光纤测温典型应用场景
3.1 高功率光纤激光器器件研发与可靠性测试
高功率光纤激光器内部,泵浦耦合位置、增益光纤、光纤熔接点、输出头端面是高风险发热区域。在激光器样机可靠性验证、老化测试过程中,格物优信科研级热像仪搭配微距镜头,持续观测光纤器件在不同输出功率等级下的热场分布。 正常工况下光纤温度均匀平缓上升;一旦出现熔接不良、耦合偏移、端面污染,对应位置会出现明显局部热点。测试人员可以借助热图像直观判断散热结构是否合理,对比不同封装工艺、不同散热方案下光纤热梯度,优化器件结构设计,在样机阶段提前规避运行过程中光纤烧毁风险。同时可以捕捉背反射冲击带来的瞬时温度突变,复现故障发生瞬间的热状态,支撑失效机理研究。
3.2 光纤熔接点质量检测
光纤熔接工艺缺陷,包括熔接错位、气泡、虚熔,会造成光信号损耗,光能量转化为热量,熔接点位置持续异常发热,长期运行逐步劣化直至损毁。传统检测依靠光功率损耗测试,只能知道存在损耗,无法定位缺陷具体位置,也难以评估缺陷发热严重程度。 使用格物优信显微热像仪,对通电通光状态下的熔接光纤成像,熔接缺陷产生的局部热点直接在红外图像显现。研发与质检人员可以对比合格样品与缺陷样品热场差异,建立熔接点热成像判定标准,用于特种高功率光纤组件出厂抽检,筛选潜在不良品,降低整机后期故障概率。
3.3 光纤接头、输出端面失效分析
光纤输出头端面沾染粉尘、镀膜损伤、光纤微裂纹,在高功率激光传输时,会产生局部热积聚,是光纤激光器最常见故障诱因。很多损伤肉眼、可见光相机难以识别,但是通光之后就会产生明显温升。 格物优信红外热像仪可以对工作状态下的光纤接头开展非接触检测,快速定位端面发热点位,区分是接头壳体发热还是光纤纤芯部位发热。在失效分析实验室,可复现故障样品发热全过程,结合温度数据判断损伤等级,为改进端面处理工艺、清洁流程提供实验依据。
3.4 特种光纤科研实验测试
在光子晶体光纤、保偏高功率光纤、掺杂特种光纤的科研实验中,科研人员需要观测光纤在不同泵浦功率下的整体温度分布,评估光纤热管理性能。格物优信显微热像仪可实现小视场高清成像,捕捉光纤轴向温度梯度,获取光纤整段连续温度剖面,得到光热耦合实验关键数据,弥补单点测温设备无法获取完整热场的短板,广泛适配高校实验室、科研院所光电子相关课题研究。
四、格物优信设备选型与配套技术方案
针对光纤测温不同使用工况,格物优信提供多档位国产热像仪选型方案,覆盖实验室科研、产线质检不同需求。
科研显微热像仪系列:适配光纤熔接点、纤芯端面微米级精细测温。搭载高分辨率红外探测器,搭配专用红外显微镜头,最小可分辨 3μm 微小热源,适合实验室样品分析、失效机理研究、特种光纤研发,能够捕捉纤芯微小热点,输出高精度二维热场数据。软件支持多点 ROI、温度时序曲线、批量数据导出,适配科研实验报告输出需求。
短波红外热像仪 YOSEEN-SD-640:InGaAs 非制冷短波机型,适配高功率光纤器件高温段观测,测温覆盖 300-1800℃,对于激光相关高温热源成像信噪比优异,适合光纤激光器大功率工况测试。
在线式非制冷热像仪:可固定安装于产线工位,配合微距镜头,用于光纤组件批量老化测试、在线质检,7×24 小时不间断采集热图像,超温自动报警,对接产线自动化系统。
在光纤测温实操过程中,格物优信配套技术方案会重点解决几个关键问题:一是发射率标定,光纤涂层、金属接头、陶瓷插芯材料发射率各不相同,软件支持分区域发射率设置,降低不同材质带来测温误差;二是抑制环境干扰,规避周边光源、设备壳体热辐射反射对测量结果造成影响;三是光学匹配,根据被测光纤尺寸匹配对应微距镜头,保证目标占据足够多红外像素,保障微小热点不漏检。
五、方案价值总结
光纤系统的很多故障,都存在 “温度异常先行,器件损坏在后” 的特征。传统 DTS、光纤光栅传感擅长长距离分布式一维测温,而格物优信国产红外热像仪,提供二维可视化热场的全新观测维度,二者相辅相成。
借助非接触无损伤的红外热成像测温,研发人员可以直观看见光纤哪里发热、热扩散如何传导,把看不见的热现象变为可记录、可分析的图像数据,缩短光纤器件研发迭代周期,提升产品可靠性;产线端可以提前筛查隐性缺陷,减少整机后期故障停机损失;实验室场景助力光热耦合机理研究,为高功率光纤技术迭代提供可靠测试手段。
面向国产光电子产业升级浪潮,格物优信坚持核心器件全国产化,持续优化微距、显微红外成像测温技术,为光纤、激光行业提供本土化、高性价比的红外热成像完整解决方案,助力国内光纤激光器、特种光纤产业高质量发展。






