一种保偏光纤五指旁瓣特征值定轴法制造技术

本发明专利技术公开了一种保偏光纤五指旁瓣特征值定轴法。将五指型光强分布曲线的两个旁瓣的波峰波谷作为特征点，设其中一个旁瓣波峰的相对光强值为t1，波谷的相对光强值为t2；另一旁瓣波峰的相对光强值为t3，波谷的相对光强值为t4，令旁瓣特征值T=t1+t2

【技术实现步骤摘要】
一种保偏光纤五指旁瓣特征值定轴法


[0001]本专利技术属于光纤传感
，涉及一种保偏光纤五指旁瓣特征值定轴法。

技术介绍

[0002]保偏光纤对于线偏振光有着良好的保持偏振能力，在相干通信和光纤传感领域得到广泛应用。如何准确探测保偏光纤的偏振方位角实现精确定轴具有重要意义。
[0003]国内外科研人员对保偏光纤的定轴提出了多种方案，根据通光和观测方向可分为端面成像和侧视成像两大类。
[0004]基于端面成像的主要有消光比法、光弹效应法和白光干涉法，上述方法检测设备复杂、易受环境干扰，操作难度大。
[0005]爱立信公司的基于侧视成像PO（Poarization of Observation by ens
‑
effect Tracing）法，该方法已在光纤熔接机上得到应用，但在0
°
或90
°
附近时定轴精度有待提高，国内科研人员不断探索新的方法，包括五点特征值法和五指型九点特征值法，其通过增加特征点，提高在0
°
或90
°
精度，但其数据采集点多，图像处理复杂，数据处理不够简便。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术保偏光纤定轴方法中快轴θ=0
°
或慢轴θ=90
°
附近时定轴精度不高，图像处理复杂，数据处理烦琐的问题，本专利技术提供一种保偏光纤五指旁瓣特征值定轴法，将侧视成像法的五指型光强曲线的两个旁瓣的光强作为特征点进行数据分析，计算其旁瓣特征值T以旁瓣特征值定轴，该方法能够实现精确定轴且数据采集点少，图像处理简单，定轴精度高。
[0007]本专利技术的技术方案是：一种保偏光纤五指旁瓣特征值定轴法，包括以下步骤：第一步，准备保偏光纤：将光纤中间部分的涂覆层剥除，得到裸保偏光纤作为待定轴保偏光纤；第二步，获取图像：使用非相干平行光侧照到待定轴保偏光纤上，在待定轴保偏光纤的观测面上形成光强分布图像；第三步，图像处理：通过显微镜将第二步获取的光强分布图像放大后，用CCD相机记录下此时待定轴保偏光纤的光强分布图像，并将光强分布图像传送至数据处理器；第四步，获得光强分布曲线：数据处理器将接收到的经过放大的光强分布图像进行数值化处理，经过处理后的光强分布图像上的各点变成待定轴保偏光纤内部各部位相对光强值，光强分布图像转化为光强分布曲线；第五步，采集数据：调整待定轴保偏光纤的偏振方位角，观察光强分布曲线变化，当光强分布曲线呈现五指型分布时开始以固定的间隔调整待定轴保偏光纤的偏振方位角，得到一系列光强分布曲线，将所有的光强分布曲线作序号标记；第六步，数据分析：将光强分布曲线的两个旁瓣的波峰波谷作为特征点，设其中一个旁瓣的波峰Ⅰ的相对光强值为t1，波谷Ⅰ相对光强值为t2；另一旁瓣的波峰Ⅱ的相对光强
值为t3，波谷Ⅱ的相对光强值为t4，共4个特征点，分别为t1、t2、t3、t4，令旁瓣特征值T=t1+t2
‑
t3
‑
t4，计算出第五步所采集的不同偏振方位角对应的光强分布曲线的旁瓣特征值T，绘制出不同偏振方位角和旁瓣特征值T的离散型实验曲线，此时的离散型实验曲线的纵坐标是旁瓣特征值T，横坐标是光强分布曲线的序号标记；第七步，定轴：第六步所得的离散型实验曲线上距离旁瓣特征值T等于零时最近的点所对应的光强分布曲线的偏振方位角为待定轴保偏光纤慢轴的方向，与待定轴保偏光纤慢轴垂直的方向为待定轴保偏光纤快轴的方向；令此时的偏振方位角θ=90
°
，以此为基准，推算每一条光强分布曲线所对应的偏振方位角的θ值，将离散型实验曲线的横坐标改为偏振方位角的度数。
[0008]在上述技术方案中，按以下方法获取图像：将待定轴保偏光纤固定在夹具上，夹具上装有电机进行保偏光纤旋转和升降，用以调整偏振方位角和调节待定轴保偏光纤观测面的位置，非相干平行光源发出非相干平行光侧照到待定轴保偏光纤上，侧照光从待定轴保偏光纤的侧面入射，经过待定轴保偏光纤的应力区Ⅰ、应力区Ⅱ、纤芯和包层，光线在待定轴保偏光纤内各区域的分界面发生折射和反射，在光纤纤芯的观测面上形成光强分布图像，完成获取图像；光线穿过纤芯、应力区Ⅰ和应力区Ⅱ的虚线为待定轴保偏光纤的慢轴方向，虚线与非相干平行光的夹角为偏振方位角。
[0009]在上述技术方案中，按以下方法采集数据：调整偏振方位角，当光强分布曲线呈现五指型时，开始按以下方法采集数据：调节电机的电动旋转夹，调整待定轴保偏光纤的偏振方位角，以0.5
°
为间隔进行变化，得到了一系列的光强分布曲线。
[0010]本专利技术的有益效果是：本专利技术以旁瓣特征值T为判断基础提出了一种新的定轴方法，称为五指旁瓣特征值定轴法，其实验精确角度可达0.5
°
，与POL法相比较，在90
°
或0
°
附近的特征值变化幅度明显偏大，因此定轴灵敏度高，特别适合对定轴精度要求高的情况。
[0011]五点特征值法每条光强曲线需取五个特征点，九点特征值法每条光强曲线需取九个特征点，与五点特征值法和五指型九点特征值法相比，本专利技术的五指旁瓣特征值定轴法所需数据采集点少，数据处理量明显减少，图像处理简单，信息处理速度更快。
附图说明
[0012]图1为本专利技术获取图像示意图；图2为本专利技术实验装置示意图；图3为本专利技术的五指旁瓣特征值法光强分布曲线图；图4为本专利技术偏振轴方位角和旁瓣特征值关系图；图5为本专利技术与POL法、五点特征值法的光强特征值对比曲线图。
具体实施方式
[0013]以下结合附图和实施例对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不限定本专利技术。
[0014]一种保偏光纤五指旁瓣特征值定轴法，按如下步骤操作：第一步，准备保偏光纤：选用熊猫型保偏光纤，使用光纤剥线钳将光纤中间部分的涂覆层剥除，得到裸保偏光纤作为待定轴保偏光纤5。
[0015]第二步，获取图像：如图1、图2所示，待定轴保偏光纤5固定在夹具10上，夹具10上装有电机11进行保偏光纤旋转和升降，以调整偏振方位角4和调节待定轴保偏光纤5观测面7的位置，非相干平行光源1发出非相干平行光2侧照到待定轴保偏光纤5上，侧照光从待定轴保偏光纤5的侧面入射，每根待定轴保偏光纤5包括应力区Ⅰ61、应力区Ⅱ62、纤芯63和包层64，因待定轴保偏光纤5应力区Ⅰ61、应力区Ⅱ62、纤芯63和包层64的折射率不同，光线在光纤内各区域的分界面发生折射和反射，待定轴保偏光纤5起到柱面透镜的作用，穿过纤芯和两个应力区的虚线3为保偏光纤慢轴方向，虚线3与非相干平行光2的夹角为偏振方位角4，此时在待定轴保偏光纤5的观测面7上形成光强分布图像，完成获取图像；第三步，图像处理：通过显微镜8将第二步获取的光强分布图像放大后，CCD相机9进行图像采集，CCD相机9记录下此时待定轴保偏光纤5的光强分布图像，初次图像比较模糊，需要调节观测面距离，在观测面距离为143μm时，调整偏振方位角4，可得到清晰本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种保偏光纤五指旁瓣特征值定轴法，其特征在于：包括以下步骤：第一步，准备保偏光纤：将光纤中间部分的涂覆层剥除，得到裸保偏光纤作为待定轴保偏光纤（5）；第二步，获取图像：使用非相干平行光（2）侧照到待定轴保偏光纤（5）上，在待定轴保偏光纤（5）的观测面（7）上形成光强分布图像；第三步，图像处理：通过显微镜（8）将第二步获取的光强分布图像放大后，用CCD相机（9）记录下此时待定轴保偏光纤（5）的光强分布图像，并将光强分布图像传送至数据处理器（12）；第四步，获得光强分布曲线：数据处理器（12）将接收到的光强分布图像进行数值化处理，经过处理后的光强分布图像上的各点变成待定轴保偏光纤（5）内部各部位相对光强值，光强分布图像转化为光强分布曲线；第五步，采集数据：调整待定轴保偏光纤（5）的偏振方位角（4），观察光强分布曲线变化，当光强分布曲线呈现五指型分布时开始以固定的间隔调整待定轴保偏光纤（5）的偏振方位角（4），得到一系列光强分布曲线，将所有的光强分布曲线作序号标记；第六步，数据分析：将光强分布曲线的两个旁瓣的波峰波谷作为特征点，设其中一个旁瓣的波峰Ⅰ（01）的相对光强值为t1，波谷Ⅰ（02）相对光强值为t2；另一旁瓣的波峰Ⅱ（03）的相对光强值为t3，波谷Ⅱ（04）的相对光强值为t4，共4个特征点，分别为t1、t2、t3、t4，令旁瓣特征值T=t1+t2
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t3
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t4，计算出第五步采集的不同偏振方位角（4）对应的光强分布曲线的旁瓣特征值T，绘制出不同偏振方位角（4）和旁瓣特征值T的离散型实验曲线，此时的离散型实验曲线的纵坐标是旁瓣特征值T，横坐标是光强分布曲线的序号标记；第七步，定轴：第六...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭娜，张慧嘉，杨鹏，庞璐，宁鼎，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十六研究所，
类型：发明
国别省市：