[实用新型]一种光子晶体光纤端面结构特征提取装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种端面图像处理装置，具体的涉及一种光子晶体光纤端面结构特征提取装置。

背景技术

光子晶体光纤(PCF)是利用光子带隙效应或改进的全内反射效应传导光的光纤，因其空气孔呈周期性或类周期性排列故又被称为多孔光纤或微结构光纤。研究发现，通过结构设计可以有效地改变PCF的导波模式、非线性、双折射和损耗等特性，于是设计出了许多具有特殊性质的PCF，诸如具有大模场面积、高非线性、高双折射、色散控制和超连续谱产生等特种光纤。事实上，光子晶体光纤最终表现出来的综合特性是建立在各种影响因素的差异性基础之上的，比如，构成光纤端面的空气孔的大小、形状、位置和排列方式等的不同都会直接影响到最终光纤的特性品质，甚至起到决定作用。这种灵活的结构设计带来了全新的光学特性，但是实际拉制的光纤质量也会受到拉制技术和拉制工艺的限制：由于气孔的尺度一般都在微米量级，在拉制光纤过程中，受到重力、拉丝温度控制和拉丝速度等因素的影响，拉制出来的光纤端面上经常出现许多不规则的空气孔塌缩或者位置偏移等现象。

要想准确模拟这些实际光纤的性能，首先需要对这些光纤的端面结构特征进行准确提取。目前人们在针对这样的存在缺陷的实际光纤端面进行建模时，大都采用的是“等效和理想化”的处理方式，即在模拟光纤特性时把尺寸不一的气孔取平均尺寸作为建模尺寸，把光纤的端面上气孔的排布当成理想正多边形结构，有时甚至把气孔无序分布的端面也理想化为标准图形来处理，显然，光纤的实际端面越复杂，这种处理方式带来的误差会越大，这是当前研究中普遍存在的一个问题。因此，为了能够更好地模拟PCF的品质，对光子晶体光纤的端面结构特征进行准确地提取就显得至关重要。

实用新型内容

由于现有对光子晶体光纤的端面结构特征提取存在严重的局限性和片面 性，容易导致模拟出来的光纤品质与实际光纤的品质不一致，为了解决这一问题，本实用新型提供一种光子晶体光纤端面结构特征提取装置，该装置适用于具有不同气孔分布和不同噪声叠加情况下的PCF端面结构特征的提取，获得准确的光纤结构的光纤建模图像，并且该建模图像还不受光纤端面图拍照效果的影响。

具体地，本实用新型提供一种光子晶体光纤端面结构特征提取装置，其包括：壳体、设置在壳体外表面的摄像装置以及设置在所述壳体内部的控制器；所述摄像装置与所述控制器相连接；

所述控制器包括中央处理单元、灰度处理单元、滤波处理单元、二值化处理单元、边缘提取处理单元以及光纤建模图像检测单元，所述灰度处理单元、滤波处理单元、二值化处理单元、边缘提取处理单元以及光纤建模图像检测单元分别与中央处理单元相连接，所述滤波处理单元设置有滤波器，所述滤波器为布特沃斯滤波器。

本实用新型的优点如下所述：本实用新型得到的处理效果不取决于原始光纤端面图的采像效果，在原始光纤端面图中允许出现运动、模糊和光学系统相差等噪声，并且可以同时存在；本装置通过更改截止频率、滤波器的阶数、系数m和阈值q等，或者选择不同的阈值化处理条件，可以得到不同的处理效果，不同的组合参数可以对应处理具有不同噪声来源的图片，处理简单、快速，效率高，得到的图片的气孔形状与原始图片的气孔形状一致，符合光纤的实际情况，在光纤建模时能够准确获得实际光纤的品质。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的结构示意框图；

图3为本实用新型的工作流程示意图；

图4为本实用新型采集的原始光纤端面图；

图5为本实用新型得到的灰度图的示意图；

图6为本实用新型的滤波后的图像示意图；

图7为本实用新型的布特沃斯高通滤波器传递函数示意图；

图8为本实用新型的将灰度图进行阈值化处理得到的二值图；

图9为本实用新型的边缘提取示意图之一；

图10为本实用新型的边缘提取示意图之二；以及

图11为本实用新型的边缘提取示意图之三。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本实用新型的工作原理及工作步骤做进一步解释：

为了让提取出来的气孔等结构特征更加符合实际，本实用新型提供一种基于数字图像处理技术的光子晶体光纤端面结构提取装置，该实用新型适用于具有任意气孔分布和任意噪声叠加情况下的端面图的结构特征的提取，所提取的结构完全符合实际光纤结构，而不会受到光纤端面图拍照效果的影响。