专利名称：偏振光干涉法测量拉锥光纤直径的方法
技术领域：
本发明涉及一种测量光纤直径的方法，尤其是用偏振光非接触精密测量拉锥光纤直径的方法。
背景技术：
随着纤维光学的发展，光纤作为一种低损耗、容量大、抗干扰能力强的传输介质， 在光学通讯系统、医学、传感器等领域获得了越来越广泛的应用；许多重要的光纤结构，例如方向耦合器和光束放大器都基于单模锥形光纤；锥形过渡区在非锥形光纤锥腰中将局部的基模从核模转换为覆层模式，是许多应用的基础；在锥形光纤中的群速色散强烈的依赖于光纤的半径；耦合效率与其拉伸的距离和锥型光纤腰部的半径有密切关系。因此，在锥型光纤的拉制过程中，必须对其外径进行精确的控制；两根光纤连接时，通常利用它们的外部边界作为共同的基准，因此光纤直径必须具有很高的准确度；由于测量光纤直径的主要目的之一是对拉丝过程进行监控，因此生产对测量方法提出的要求是能实时采集和处理数据，即具有快速测量的特点；测量直径的方法必须是非破坏性和非接触，因为与光纤表面的任何接触都会减小拉制光纤的强度。公知的测量光纤直径的方法有扫描阴影法和投影放大法、前向近轴远场干涉法及回音波模式测量法。“光纤参数检测及分析”第十一届全国光电技术与系统学术会议论文集 2005-8-01，公开了一种扫描阴影法和投影放大法测量光纤直径的方法，它的基本原理是将光纤的横截面图像扫描或放大，采集进入计算机进行图像处理，从而得出光纤直径的数值; 由于拉锥光纤结构特殊，且光纤直径很小，在激光照射下会产生衍射，因而这种方法在实际测量时会产生一定的误差，使测量结果不够准确。“用前向近轴远场干涉法测量光纤直径”《计量技术》1998年第11期公开了一种干涉法测量光纤直径的方法，该测量方法主要是通过分析前向近轴远场干涉图象中的光斑极次便可计算出光纤的半径；前向近轴远场干涉法准确度较高，但测量需要光准直，操作比较困难。一束准直激光直接照射被测光纤，由于光波振动方向不一致，产生的高频干涉光斑受到缓慢的调制，这种慢变信号的叠加使得对局部光斑的识别困难。同时，随着散射角度的增加，光斑的幅值也越来越小，因而信噪比也越来越低，容易受干扰影响。因此它不适宜作为实时光纤直径测量的方法。"High-Resolution Measurement of the Fiber Diameter Variations UsingWhispering Gallery Modes and No Optical Alignment"IEEE PH0T0NICSTECHN0L0GY LETTERS, VOL. 12，NO. 2，FEBRUARY 2000( “用回音波模式而非光学准直对光纤直径变化的高准确度测量”美国电子工程学会论文集2000年2月第12卷)公开了一种回音波模式测量光纤直径的方法，它是将被测光纤与传感光纤垂直接触，两条光纤出现耦合谐振，谐振的尖锐峰处可以进行高准确度测量，测量出了谐振波长，可计算光纤半径。回音波模式适于测量锥形光纤直径的变化，准确度很高。但是在锥型光纤的拉制过程中，必须对其外径进行精确控制，不允许进行接触测量。
发明内容
本发明的任务是实现利用偏振光干涉法测量拉锥光纤直径的方法，能够准确、快速、非接触测量拉锥光纤的直径，满足现代化工业生产对拉锥光纤直径测量的要求。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是建立数据库输入计算机；线偏振光带照射拉锥光纤；使用CCD照相技术获取拉锥光纤干涉衍射图谱；计算机读取数据、输出被测光纤直径数值。具体方法如下一、建立数据库输入计算机基于偏振光干涉衍射理论，对一给定的光纤半径，其干涉衍射所对应的光强是有规律的，极小值和极大值相间分布，对应一套光强极值，对不同的光纤半径，将对应不同的光强极值。从而导出光纤半径与光强极值的关系为
权利要求
1.一种偏振光干涉法测量拉锥光纤直径的方法，包括建立数据库输入计算机；线偏振光带照射拉锥光纤；使用CCD照相技术获取拉锥光纤干涉衍射图谱；计算机读取数据、输出被测光纤直径数值；其特征在于所述的数据库是基于偏振光干涉衍射理论导出光纤半径与光强极值的关系，通过计算而建立；所述的线偏振光带是激光经过起偏器和两个柱状凸透镜而获得；所述的拉锥光纤干涉衍射图谱由接收屏接收，CCD照相机从接收屏获取拉锥光纤干涉衍射图谱；所述的计算机读取数据是计算机分析拉锥光纤干涉衍射图谱读取光强极值数据；所述的输出被测光纤直径数值是计算机读取光强极值数据与数据库进行对比，输出被测光纤直径数值。
2.按照权利要求1所述的测量拉锥光纤直径的方法，其特征在于所述的起偏器的偏振化方向与被测光纤轴向一致。
3.按照权利要求1所述的测量拉锥光纤直径的方法，其特征在于所述的两个柱状凸透镜之间的距离为两透镜焦距之和。
全文摘要
本发明涉及一种偏振光干涉法测量拉锥光纤直径的方法，它是选用半导体激光器发出单色光，经过起偏器和两个柱状凸透镜后成为平行带状线偏振光；线偏振光带照射在被测光纤上发生干涉衍射；干涉衍射条纹图谱被接收屏接收；CCD照相机可以高频率获取干涉衍射图谱并输入计算机；计算机读取光强极值与数据库对比，输出被测光纤直径数值，实现光纤拉制过程中对光纤直径的实时、快速、准确测量。
文档编号G01B11/08GK102207374SQ20101013654
公开日2011年10月5日 申请日期2010年3月31日 优先权日2010年3月31日
发明者梁红 申请人:梁红