保偏光纤对轴中的同轴度调节-论文.pdf

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1、第22卷第1期光学精密工程V0L22No．12014年1月OpticsandPrecisionEngineeringJan．2014文章编号1004—924X(2014)01—0125—07保偏光纤对轴中的同轴度调节张伟，王乐锋，荣伟彬，孙立宁(哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室，黑龙江哈尔滨150080)摘要：由于保偏光纤对轴时须保证旋转的光纤始终在显微镜的焦平面内，故本文设计了保偏光纤同轴度调节系统用于调节光纤相对电动旋转平台旋转中心的位置。采用显微视觉和电动位移平台运动检测出光纤的中心轴与电动旋转平台旋转中

2、心的距离，基于图像信息对二维手动平台实施调节，计算出调节后理论上的同轴度误差。结合显微视觉建立了实验系统。以电动平台旋转轴中心为原点建立直角坐标系，通过图像处理采用最小二乘法得到光纤中心线的直线方程，确定光纤中心与电动平台旋转中心的距离。将基于图像阈值的灰度差分函数作为清晰度函数，用实验方法确定其阈值，从而有效降低白噪声的影响。实验结果显示，经过调节的光纤和电动旋转平台的同轴度误差为3m，能够应用在保偏光纤偏振轴的检测中。关键词：保偏光纤；同轴度调节；显微视觉；图像处理；清晰度函数中图分类号：TN25文献标识码：Adoi：

3、10．3788／OPE．20142201．0125CoaxialadjustmentinPMFalignmentsZHANGWei，WANGLe—feng，RONGWei—bin，SUNLi—ning(StateKeyLaboratoryofRoboticsandSystem，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150080，China)*CorrPs0咒gauthor，E-mail：zw062003@163．cornAbstract：WhenpolarizationaxesofPolari

4、zationMaintainingFibers(PMF)aredetectedbymicro-vi-sionmethodsinPMFalignment，therotationaxesoffibersmustbeinthefocalplaneofthemicro—scope．Therefore，acoaxialadjustmentsystemwasdesignedtoadjusttherelativepositionofthefibertoamotorizedrotationstage．Thedistancebetweent

5、hefibercoreandthecenterofrotationstagewasdetectedbythemicro—visionandtheprecisemotionofmotorizedlinearstage，andthen，basedontheimageinformation，thetwo—dimensionalmanuallinearstageswereusedtoperformtheadjustment．Aftertheadjustment，thecoaxialerrorwascomputedtheoretic

6、ally．Basedonthemicro—vision，anad—Justmentsystemwasdesignedfortheexperiments．TheCartesiancoordinatesystemwasestablishedbytakingthecenterofthemotorizedrotarystageastheorigin．Then，theequationofthestraightlineofthefibercenteranditsinterceptwereobtainedhyimageprocessin

7、gandtheleastsquaremethod，furtherthedistancebetweenfibercenterandrotarystagewasdetermined．Moreover，thegray—scaledifferencefunctionbasedonimagethresholdwastakenasasharpnessfunction，andtheinfluenceofwhitenoisewaseffectivelyeliminated．Experimentalresultsshowthatthecoa

8、xialerrorbetweenthe收稿日期：2013-07—04：修订日期：2013-07—19．基金项目：国家自然科学基金资助项目(No．90923041)；长江学者和创新团队发展计划资助项目(No．IRT0915)；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(No．HIT．BRET2．2010007