[发明专利]一种采用多芯光纤测量多方向位移的方法

摘要

本发明提供一种采用多芯光纤测量多方向位移的方法，利用多芯光纤45°镜面的反射和透射作用，使得光纤端面的反射光与镜面物体的反射光形成干涉，再根据快速傅里叶变换为基础的算法可以解调出腔长变化，从而测得物体多个方向上的位移，测量精度高。

主权项

一种采用多芯光纤测量多方向位移的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)对多芯光纤的至少一个纤芯端面进行45°的反射镜面加工，至少一个纤芯45°反射镜面的反射方向与多芯光纤端面的垂直方向呈空间立体垂直；2)将加工完成的多芯光纤固定在被测物体上，被测物体沿多芯光纤端面的平行或垂直方向移动产生第一方向的位移；3)多芯光纤端面的反射光与镜面物体的反射光形成干涉，得到光强信号的条纹对比度V，如下式所示：$V=\frac{I_1-I_2}{I_1+I_2}$其中I₁,I₂分别为多芯光纤端面反射光和镜面物体反射光的光强；4)由步骤3)得到的条纹对比度V，结合光强信号的表达式，得到干涉信号I_R，如下式所示：其中I₀是直流分量，n为光纤反射率，L为腔长，为初相位；5)将步骤4)的干涉信号I_R进行标准化处理，根据频率与波长的关系，将带入干涉信号I_R的式中，得到光谱信号：6)对步骤5)得到的光谱信号进行采样处理，将频率v看成独立变量，将横坐标λ转换为利用MATLAB中的插值算法，对得到的光谱信号重新取样到频域进行快速傅里叶变换，得到干涉信号的频域图像，第一个峰值对应于直流分量I₀，第二个峰值则对应于干涉信号频率f，计算腔长L，如下式所示：$L=\frac{cf}{2}$7)解调出腔长变化，测得第一方向上的位移，重复上述步骤，依次测得多方向移动产生的位移。