[发明专利]基于侧视光强五指型分布的保偏光纤偏振轴的定轴方法

说明书

技术领域

本发明涉及保偏光纤偏振轴的定轴方法，具体是一种基于侧视光强五指型分布的保偏光纤偏振轴的定轴方法。 

背景技术

在制作保偏光纤耦合器时，需要将两根保偏光纤精确定轴，如图1所示，然后将两根保偏光纤进行熔融拉锥。两根保偏光纤的定轴精度越高，耦合器的性能越好。 

申请号为200610035056.6的中国发明专利申请，公开了一种基于五指型侧视光强分布的保偏光纤偏振轴的高精度定轴方法。调整保偏光纤与显微物镜之间的距离，使光强分布的形貌曲线呈现出“五指型”的分布，中央有五个波峰、四个波谷，共有九个特征点；旋转保偏光纤，得到一系列随着保偏光纤位于不同方位角的光强特征量，并得出光强特征量随偏振轴方位角变化的测量曲线，处理得到标准曲线，将测量曲线与标准曲线做互相关，互相关的极大值所对应的角度即为保偏光纤所处的方位角。 

但是，在该方法中，标准曲线不通用，甚至同一厂家不同批次的光纤都需要重新建立标准曲线，这在实际应用中相当不方便。 

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种基于侧视光强五指型分布的保偏光纤偏振轴的定轴方法，该方法不需要建立标准曲线，从而在实际应用中非常方便。 

本发明的目的通过下述技术方案实现： 

基于侧视光强五指型分布的保偏光纤偏振轴的定轴方法，包括如下步骤： 

(1)将非相干平行光侧向照射待定轴保偏光纤，使显微物镜的观测平面上形成一个可测量的光强分布，所述光强分布经显微物镜成像于摄像机上，摄像机摄取的图像传入计算机进行后续处理； 

(2)在计算机中，将摄像机摄取的图像转换成光强分布曲线； 

(3)调整保偏光纤与显微物镜之间的距离，使光强分布曲线呈现出“五指型”的分布；“五指型”的分布中，包括九个特征点，从左往右，分别为第一波峰、 第一波谷、第二波峰、第二波谷、第三波峰、第三波谷、第四波峰、第四波谷、第五波峰；其值分别为V₁、V₂、V₃、V₄、V₅、V₆、V₇、V₈、V₉； 

定义第一判别量Δ₁： 

Δ₁＝V₁-V₂+V₃-V₄+V₅-V₆+V₇-V₈+V₉； 

定义第二判别量Δ₂： 

Δ₂＝V₅-V₇或 

Δ₂＝V₅-V₃或 

Δ₂＝V₅-(V₃+V₇)/2； 

(4)旋转保偏光纤，保偏光纤的偏振轴随之旋转，这样得到一系列对应保偏光纤的不同偏振轴方位角的光强分布曲线及第一判别量和第二判别量； 

由此得出第一判别量随偏振轴方位角变化的测量曲线，相邻的第一判别量的变化量趋于零时，表明偏振轴方位角处于0°附近或90°附近； 

(5)计算上述处于0°附近或90°附近的各偏振轴方位角对应的光强分布曲线的自相关系数，得到自相关系数与偏振轴方位角的对应曲线；当自相关系数处于极大值并接近于1时，表明此时偏振轴方位角为0°或90°；应用第二判别量进行判断，第二判别量为正则说明偏振轴方位角为0°，第二判别量为负则说明偏振轴方位角为90°。 

进一步的，步骤(5)所述的自相关系数的计算方法如下：在光强分布曲线中，以特征点第三波峰为中心点，向左依次取n个像素点，其光强值分别记为x₁，x₂，...x_n；向右依次取n个像素点，其光强值分别记为y₁，y₂，...y_n；按照下式计算自相关系数：