CN103954240A - 一种基于谱域oct成像***测量保偏光纤扭转方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于谱域OCT成像***测量保偏光纤扭转方法，该方法在基于谱域OCT成像***测量保偏光纤扭转装置上实现，所述基于谱域OCT成像***测量保偏光纤扭转装置包括光纤放线装置、光纤收线装置、光学探头、谱域OCT***、电脑、待测保偏光纤；本发明利用谱域OCT成像***，对待测保偏光纤进行断面成像，得到保偏光纤不同位置的断面图像后，根据所得图像中两个应力区中心点的相对位置对保偏光纤扭转角进行测量，该方法具有高分辨、无损、实时性的特点。

Description

一种基于谱域OCT成像***测量保偏光纤扭转方法
技术领域
    本发明涉及一种基于谱域OCT成像***测量保偏光纤扭转方法。
技术背景
    光纤沿轴扭转时，由于剪应力的作用，会在传输光线中引起圆双折射。在光纤特别是保偏光纤的使用过程中，由扭转引起的圆双折射会对输出结果造成影响并引入误差，所以为提高结果精度，在保偏光纤的使用过程中，有必要对其扭转角度进行测量。
发明内容
    本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于谱域OCT成像***测量保偏光纤扭转方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于谱域OCT成像***测量保偏光纤扭转方法，该方法在基于谱域OCT成像***测量保偏光纤扭转装置上实现，所述基于谱域OCT成像***测量保偏光纤扭转装置包括光纤放线装置、光纤收线装置、光学探头、谱域OCT***、电脑、待测保偏光纤。其中，待测保偏光纤置于光纤放线装置和光纤收线装置中；谱域OCT***与电脑相连；谱域OCT***的光学探头置于待测保偏光纤上方用于横向扫描；该方法包括以下步骤：
（1）取一盘待测保偏光纤置于光纤放线装置中进行放线，同时光纤收线装置进行收线；
（2）选定某一时刻，暂停光纤收线装置和光纤放线装置工作，然后利用谱域OCT***光学探头在待测光纤上某一处，假设为A处，进行横向扫描；
（3）扫描之后，通过谱域OCT***得到该处的断面图像，然后在计算机中用Lucy—Richardson等算法进行图像处理，最终得到该处断面重构图像；
（4）保偏光纤的包层中存在两个应力区，它们关于光纤中心对称，在重构图像中找到两个应力区的中心点，分别记为S1和S2，并且这两点对应的像素点坐标分别为（X1，Y1）和（X2，Y2）；
（5）恢复放线装置和收线装置工作，再选定某一时刻，暂停光纤收线装置和光纤放线装置工作，然后利用谱域OCT***光学探头在待测保偏光纤上另一位置，假设为B处，且测得A与B距离为L，进行横向扫描；
（6）重复步骤（3），然后最终得到B处断面重构图像中两个应力区中心点的位置，分别记为T1和T2，并且这两点对应的像素点坐标分别为（X3，Y3）和（X4，Y4）；
（7）利用数学几何关系中两直线夹角与斜率的关系，可得待测保偏光纤AB段的平均扭转率                                                的表达式：
。
本发明的有益效果是，本发明提出的保偏光纤扭转测量方法基于谱域OCT成像***，其中，OCT即光学相干层析成像术，利用谱域OCT成像***对保偏光纤扭转角进行测量，具有高分辨、无损、实时性的特点。
附图说明
图1为测量保偏光纤扭转的装置示意图；
图2为经过图像重建处理后待测熊猫型保偏光纤上A处断面结构示意图；
图3为经过图像重建处理后待测熊猫型保偏光纤上B处断面结构示意图；
图中，光纤放线装置1、光纤收线装置2、光学探头3、谱域OCT***4、电脑5、待测保偏光纤6。
具体实施方式
    谱域OCT成像***,其装置的核心是迈克尔逊干涉仪，采用宽带光源，从参考臂和样品臂返回的光发生干涉后在光谱仪中被分为不同波长的干涉光谱信号，最后通过快速傅里叶变换之后，可以得到样品的深度信息。***的分辨率包括轴向分辨率和横向分辨率，分别由光源和样品臂中聚焦透镜参数决定。光学相干层析成像的测量信号通过光程来定位，并不代表实际空间距离，因此，常规的光学相干层析图像往往存在着几何畸变，需要对快速傅里叶变换之后所成图像进行重构处理，目前一般可利用Lucy—Richardson等算法进行解卷积操作来进行图像重构。对于***的成像范围，目前谱域OCT***的最大成像深度一般在2mm左右，而保偏光纤直径在200微米左右，所以已能够满足保偏光纤的断面成像。
以下结合附图和实施例进一步说明本发明。
本发明基于谱域OCT成像***测量保偏光纤扭转方法，该方法在基于谱域OCT成像***测量保偏光纤扭转装置上实现，如图1所示，基于谱域OCT成像***测量保偏光纤扭转装置包括光纤放线装置1、光纤收线装置2、光学探头3、谱域OCT***4、电脑5、待测保偏光纤6。
待测保偏光纤6置于光纤放线装置1和光纤收线装置2中，谱域OCT***4与电脑5相连，谱域OCT***4的光学探头3置于待测保偏光纤6上方用于横向扫描。
该方法包括以下步骤：
（1）取一盘待测保偏光纤6，所述待测保偏光纤6为熊猫型保偏光纤，置于光纤放线装置1中进行放线，同时光纤收线装置2进行收线；
（2）选定某一时刻，暂停光纤收线装置2和光纤放线装置1工作，然后利用谱域OCT***4的光学探头3在待测光纤6上的 A处，如图1所示，进行横向扫描；
（3）扫描之后，通过谱域OCT***4得到该处的断面图像，然后在计算机5中用Lucy-Richardson等算法进行图像处理，最终得到该处断面重构图像；
（4）熊猫型保偏光纤的包层中存在两个应力区，它们关于光纤中心对称，在重构图像中找到两个应力区的中心点，分别记为S1和S2，并且这两点对应的像素点坐标分别为（X1，Y1）和（X2，Y2），如图2所示；
（5）恢复光纤放线装置1和光纤收线装置2工作，再选定某一时刻，暂停光纤放线装置1和光纤收线装置2工作，然后利用谱域OCT***4的光学探头3在待测保偏光纤6上B处，A与B距离为L，如图1所示，进行横向扫描；
（6）重复步骤（3），然后最终得到B处断面重构图像中两个应力区中心点的位置，分别记为T1和T2，并且这两点对应的像素点坐标分别为（X3，Y3）和（X4，Y4），如图3所示；
（7）利用数学几何关系中两直线夹角与斜率的关系，可得待测保偏光纤6的AB段的平均扭转率的表达式：
。

Claims (1)

1.一种基于谱域OCT成像***测量保偏光纤扭转方法，该方法在基于谱域OCT成像***测量保偏光纤扭转装置上实现，所述基于谱域OCT成像***测量保偏光纤扭转装置包括光纤放线装置、光纤收线装置、光学探头、谱域OCT***、电脑、待测保偏光纤；其中，待测保偏光纤置于光纤放线装置和光纤收线装置中；谱域OCT***与电脑相连；谱域OCT***的光学探头置于待测保偏光纤上方用于横向扫描；其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）取一盘待测保偏光纤置于光纤放线装置中进行放线，同时光纤收线装置进行收线；
（2）选定某一时刻，暂停光纤收线装置和光纤放线装置工作，然后利用谱域OCT***光学探头在待测光纤上某一处，假设为A处，进行横向扫描；
（3）扫描之后，通过谱域OCT***得到该处的断面图像，然后在计算机中用Lucy—Richardson等算法进行图像处理，最终得到该处断面重构图像；
（4）保偏光纤的包层中存在两个应力区，它们关于光纤中心对称，在重构图像中找到两个应力区的中心点，分别记为S1和S2，并且这两点对应的像素点坐标分别为（X1，Y1）和（X2，Y2）；
（5）恢复放线装置和收线装置工作，再选定某一时刻，暂停光纤收线装置和光纤放线装置工作，然后利用谱域OCT***光学探头在待测保偏光纤上另一位置，假设为B处，且测得A与B距离为L，进行横向扫描；
（6）重复步骤（3），然后最终得到B处断面重构图像中两个应力区中心点的位置，分别记为T1和T2，并且这两点对应的像素点坐标分别为（X3，Y3）和（X4，Y4）；
（7）利用数学几何关系中两直线夹角与斜率的关系，可得待测保偏光纤AB段的平均扭转率                                                的表达式：
。
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