[發(fā)明專利]偏振光干涉法測(cè)量拉錐光纖直徑的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010136545.7
• 申請(qǐng)日: 2010-03-31
• 公開（公告）號(hào): CN102207374A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 梁紅
• 主分類號(hào): G01B11/08
• 分類號(hào): G01B11/08
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種測(cè)量光纖直徑的方法，尤其是用偏振光非接觸精密測(cè)量拉錐光纖直徑的方法。

背景技術(shù)

隨著纖維光學(xué)的發(fā)展，光纖作為一種低損耗、容量大、抗干擾能力強(qiáng)的傳輸介質(zhì)，在光學(xué)通訊系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)、傳感器等領(lǐng)域獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用；許多重要的光纖結(jié)構(gòu)，例如方向耦合器和光束放大器都基于單模錐形光纖；錐形過(guò)渡區(qū)在非錐形光纖錐腰中將局部的基模從核模轉(zhuǎn)換為覆層模式，是許多應(yīng)用的基礎(chǔ)；在錐形光纖中的群速色散強(qiáng)烈的依賴于光纖的半徑；耦合效率與其拉伸的距離和錐型光纖腰部的半徑有密切關(guān)系。因此，在錐型光纖的拉制過(guò)程中，必須對(duì)其外徑進(jìn)行精確的控制；兩根光纖連接時(shí)，通常利用它們的外部邊界作為共同的基準(zhǔn)，因此光纖直徑必須具有很高的準(zhǔn)確度；由于測(cè)量光纖直徑的主要目的之一是對(duì)拉絲過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，因此生產(chǎn)對(duì)測(cè)量方法提出的要求是：能實(shí)時(shí)采集和處理數(shù)據(jù)，即具有快速測(cè)量的特點(diǎn)；測(cè)量直徑的方法必須是非破壞性和非接觸，因?yàn)榕c光纖表面的任何接觸都會(huì)減小拉制光纖的強(qiáng)度。

公知的測(cè)量光纖直徑的方法有掃描陰影法和投影放大法、前向近軸遠(yuǎn)場(chǎng)干涉法及回音波模式測(cè)量法。

“光纖參數(shù)檢測(cè)及分析”第十一屆全國(guó)光電技術(shù)與系統(tǒng)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集2005-8-01，公開了一種掃描陰影法和投影放大法測(cè)量光纖直徑的方法，它的基本原理是將光纖的橫截面圖像掃描或放大，采集進(jìn)入計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像處理，從而得出光纖直徑的數(shù)值；由于拉錐光纖結(jié)構(gòu)特殊，且光纖直徑很小，在激光照射下會(huì)產(chǎn)生衍射，因而這種方法在實(shí)際測(cè)量時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的誤差，使測(cè)量結(jié)果不夠準(zhǔn)確。

“用前向近軸遠(yuǎn)場(chǎng)干涉法測(cè)量光纖直徑”《計(jì)量技術(shù)》1998年第11期公開了一種干涉法測(cè)量光纖直徑的方法，該測(cè)量方法主要是通過(guò)分析前向近軸遠(yuǎn)場(chǎng)干涉圖象中的光斑極次便可計(jì)算出光纖的半徑；前向近軸遠(yuǎn)場(chǎng)干涉法準(zhǔn)確度較高，但測(cè)量需要光準(zhǔn)直，操作比較困難。一束準(zhǔn)直激光直接照射被測(cè)光纖，由于光波振動(dòng)方向不一致，產(chǎn)生的高頻干涉光斑受到緩慢的調(diào)制，這種慢變信號(hào)的疊加使得對(duì)局部光斑的識(shí)別困難。同時(shí)，隨著散射角度的增加，光斑的幅值也越來(lái)越小，因而信噪比也越來(lái)越低，容易受干擾影響。因此它不適宜作為實(shí)時(shí)光纖直徑測(cè)量的方法。

“High- Resolution?Measurement?of?the?Fiber?Diameter?Variations?UsingWhispering?Gallery?Modes?and?No?Optical

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的任務(wù)是實(shí)現(xiàn)利用偏振光干涉法測(cè)量拉錐光纖直徑的方法，能夠準(zhǔn)確、快速、非接觸測(cè)量拉錐光纖的直徑，滿足現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)對(duì)拉錐光纖直徑測(cè)量的要求。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：建立數(shù)據(jù)庫(kù)輸入計(jì)算機(jī)；線偏振光帶照射拉錐光纖；使用CCD照相技術(shù)獲取拉錐光纖干涉衍射圖譜；計(jì)算機(jī)讀取數(shù)據(jù)、輸出被測(cè)光纖直徑數(shù)值。具體方法如下：

一、建立數(shù)據(jù)庫(kù)輸入計(jì)算機(jī)：基于偏振光干涉衍射理論，對(duì)一給定的光纖半徑，其干涉衍射所對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)是有規(guī)律的，極小值和極大值相間分布，對(duì)應(yīng)一套光強(qiáng)極值，對(duì)不同的光纖半徑，將對(duì)應(yīng)不同的光強(qiáng)極值。從而導(dǎo)出光纖半徑與光強(qiáng)極值的關(guān)系為：

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