[发明专利]一种基于侧视光强曲线相关峰尖锐程度的保偏光纤定轴方法

摘要

本发明公开了一种基于侧视光强曲线相关峰尖锐程度的保偏光纤定轴方法，包括步骤一、将光纤安装在自动定轴系统上，光源为非相干平行光源，平行光从侧向垂直照射在光纤表面上，在光纤另一侧用CCD相机接收光强图像；步骤二、光纤侧视光强图像经透镜放大被CCD相机采集，将所采集的光强图像实时转换为光强曲线并传送至计算机；步骤三、旋转光纤，得到一系列不同方位角的光强曲线；步骤四、将采集到的光强曲线按照采集顺序，依次与采集到的所有的光强曲线做互相关运算，以相关峰尖锐程度作为特征量，得到特征曲线；步骤五、对步骤四所得的特征曲线进行分析处理，便可得到光纤待测方位角。本发明适用于所有观测平面，具有很好的通用性。

主权项

基于侧视光强曲线相关峰尖锐程度的保偏光纤定轴方法，其特征在于：通过下述步骤实现：步骤一：通过光源发射平行光从保偏光纤一侧垂直照射在保偏光纤表面上，使保偏光纤另一侧产生光纤侧视光强分布图像；步骤二：通过CCD相机采集光纤侧视光强图，并转换为光强曲线传送至计算机；步骤三：以保偏光纤纤芯为轴，以固定角度间隔Δθ旋转保偏光纤2π/Δθ次，得到每次保偏光纤后，保偏光纤方位角对应的光强曲线；步骤四：按照步骤三中保偏光纤旋转顺序，由第一次旋转保偏光纤开始，依次将每次旋转保偏光纤后CCD相机所采集、转换后的光强曲线，与旋转保偏光纤2π/Δθ次后CCD相机所采集到的全部光强曲线做互相关运算，以相关峰尖锐程度作为特征量，得到特征值曲线,具体方法为：令当前保偏光纤方位角为θq，θq∈[θ0+θ]；θ表示保偏光纤旋转的角度，0≤θ≤2π；θ0表示保偏光纤起始方位角；将保偏光纤当前方位角对应的光强曲线I(θq)与全部光强曲线I(θ0+θ)做互相关：C[I(θq),I(θ0+θ)]=NΣx=1Nix(θq)ix(θ0+θ)-Σx=1Nix(θq)Σx=1Nix(θ0+θ){[NΣx=1Nix2(θq)-(Σx=1Nix(θq))2]·[NΣx=1Nix2(θ0+θ)-(Σx=1Nix(θ0+θ))2]}1/2---(3)]]>得到相关曲线：C(θq)=[cθq,θ0,cθq,θ0+Δθ,...,cθq,θ0+jΔθ,...,cθq,θ0+2π]---(4)]]>其中，其中，ix表示第x个像素的光强值，1≤x≤N，N为光强分布曲线的像素个数；j为保偏光纤旋转的次数，j＝1,2,3,…,2π/Δθ；表示保偏光纤方位角为θq时对应的光强曲线I(θq)与保偏光纤起始方位角θ0对应的光强曲线I(θ0)的相关度；表示保偏光纤方位角为θq时对应的光强曲线I(θq)与第一次旋转保偏光纤后的光线方位角对应的光强曲线I(θ0+Δθ)的相关度。表示保偏光纤方位角为θq时对应的光强曲线I(θq)与保偏光纤方位角为θ0+jΔθ对应的光强曲线I(θ0+jΔθ)的相关度。表示保偏光纤方位角为θq时对应的光强曲线I(θq)与最后一次旋转保偏光纤后的保偏光纤方位角对应光强曲线I(θ0+2π)的相关度；以相关曲线极大峰值左右各5°纵坐标的下降幅度之和：|C(θq)max‑C(θq)max‑5|+|C(θq)max‑C(θq)max+5|     (5)来评判相关曲线的峰值尖锐程度。其中，C(θq)max表示相关曲线C(θq)中的极大值；C(θq)max‑5表示相关曲线极大值C(θq)左侧位置处，距离极大值5°的相关值；C(θq)max+5表示相关曲线极大值C(θq)右侧位置处，距离极大值5°的相关值。将当前保偏光纤方位角为θq时得到的相关曲线C(θq)极大峰值处的尖锐程度作为该方位角θq下的特征值，则保偏光纤方位角θq的特征值为：t(θq)＝|C(θq)max‑C(θq)max‑5|+|C(θq)max‑C(θq)max+5|     (6)步骤五：对步骤四得到特征值曲线进行平移变换，即可得到保偏光纤起始方位角为0°的标准特征值曲线T(0)；则保偏光纤起始方位角为时的特征值曲线与T(0)之间的相位差即为保偏光纤起始方位角的值。