细径保偏光纤自动对轴的仿真与实验.pdf

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1、第4O卷第12期中国激光Vol

2、4O，No．122013年12月CHINESEJ0URNAL0FLASERSDecember，2013细径保偏光纤自动对轴的仿真与实验荣伟彬张伟王乐锋曹阳赵磊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、中航工业西安飞行自动控制研究所，陕西西安710065／摘要为了改善细径保偏光纤耦合器的性能，需要提高保偏光纤偏振轴的检测精度。建立直径为8Om的细径熊猫保偏光纤折射率的数学模型，对侧面成像方法进行了仿真。结果表明，平行光透过光纤在侧面聚焦，光纤图像最大光强的变化与旋转角度以及观测距离有关。当观测距离不变时，最大光强随光纤旋转角度呈

3、周期性变化。当观测面在透射光线焦距附近时，根据光纤图像最大光强变化，能够检测光纤慢轴的位置，进而提出基于最大光强变化作为特征量的检测方法。结合显微视觉技术建立了实验系统，该系统采用基于阈值的图像清晰度函数确定检测位置，将采集的数据进行傅里叶滤波和三次样条拟合，可确定保偏光纤偏振轴的位置。实验结果表明，重复检测误差为0．61。，可以满足细径保偏光纤耦合器制造要求。关键词光纤光学；细径保偏光纤；自动对轴；最大光强；显微视觉中图分类号0436文献标识码Adoi：10．3788／CJL2Ol340．1205002SimulationandExperimentonAutomaticP0larizatiO

4、nAlignmentofFinePolarizationMaintainingFibersRongWeibinZhangWeiWangLefengCaoYangZhaoLei。SunLiningStateKeyLaboratoryofRoboticsandSystem，HarbinInstituteofTechnology，Harbin，Heilongjiang150080，ChinaAVICXianFightAutomaticControlResearchInstitute，Xian，Shaanxi710065，ChinaAbstractToimprovetheperformanceoffi

5、nepolarizationmaintainingfiber(PMF)couplers，itisnecessarytoincreasethedetectionaccuracyofpolarizationaxis．ThemathematicalmodelofpandaPMFindexisestablished，andthenthesideviewmethodSsimulated．Fromthesimulationresults，thelightiStransmittedintheopticaIfiberandiSfocusedontheotherside，andthemaximumlightin

6、tensityofthefiberimageiSrelatedt0therotationangleandtheobservationdistance．WhentheobservationdistanceiSconstant，themaximumvalueoflightintensitychangesperiodicallywiththePMFrotationangle．WhentheobservationplaneiSnearthefocusedoneofthetransmittedlight，thehighestlightintensityofopticalimagereachesthema

7、ximumvalue，whichisthepolarizationaxisdetectionparameterofPMF．Basedonthis，detectionl-hethodwhichtakesthemaximumintensityasthefeatureiSproposed．Combiningthemicrovisiontechnology。thepolarizationaxisdetectionsystemforfinePMFiSdesigned．Theimagesharpnessfunctionwhichcanconfirmthepositionofthedetectionplan

8、eisproposed．TheexperimentaldataareprocessedusingtheFourierfilteringmethod．Byfittingtheexperimentdatawiththecubicsplinemethod，thepandaPMFpolarizationaxisisdetermined．Accordingtotheexperimentalresults，t