CN104614803A - 基于arm的一体化保偏光纤定轴仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于ARM的一体化保偏光纤定轴仪，包括图像采集单元、图像处理与控制单元、运动执行机构和人机交互单元；图像采集单元包括光源、显微物镜、镜筒、CMOS工业相机和显微摄像头；运动执行机构包括光纤旋转器、手动位移台、电动位移台、光纤衬块、第一运动控制板和第二运动控制板；人机交互单元包括触摸屏；图像处理与控制单元包括微处理器、存储模块、通信接口、显示模块、调试模块和电源模块；本发明采用ARM作为处理器，触摸屏作为人机交互界面，具有体积小，成本低，人机交互友好，运算速度快的优点。

Description

基于ARM的一体化保偏光纤定轴仪

技术领域

本发明属于光纤传感器技术领域，涉及一种基于ARM的一体化保偏光纤定轴仪。

背景技术

保偏光纤由于可以保持沿偏振轴方向传播的光束的偏振态不变，而被广泛地应用在光纤传感的各个领域。当保偏光纤与其他保偏器件连接存在对轴误差时，会发生偏振耦合，其偏振保持性能会变差，因此对保偏光纤偏振轴的检测和定位是保偏光纤应用中的关键技术。保偏光纤的偏振轴检测技术目前主要有纵向观测和横向观测两种方法，国内外主要采用的横向检测法中的侧视成像定轴法，侧视成像定轴法以其较高精度(1°～1.5°)，简便易行，广泛用于各种类型的光纤，但误差仍然较大，自动化程度也不高。

数字图像处理是指借助数字计算机处理数字图像，以改善图示信息便于人们解释或机器理解。一幅数字图像是在空间坐标和亮度上都离散化的图像f(x,y)，它可以用一个2维整数数组来表示。数字图像处理技术具有丰富的内容，它可以通过增加图像的反差以增强图像的质量，这称为图像增强；可以用尽可能少的比特来表达图像，这称为图像压缩；可以以客观的方式改进图像，这称为图像恢复；可以提取图像的某些特性来辨识图像的内容，这称为特征提取。数字图像处理具有处理精度高、再现性好、成本低和适用面广等特点，广泛地应用在各种各样的技术领域中。

在图像处理***中，首先要通过相机把客观三维世界中的物体转变为二维离散图像。这个成像过程的准确性，即目标成像是否真实反映实际被测物理量至关重要，图像的清晰度直接影响到整个***的处理精度。影响成像清晰度的因素主要有镜头、CCD以及照明等，其中图像是否正确对焦是其中的关键因素。由光学成像模型可知，当物距、像距和焦距满足成像关系式时，点光源成的模糊圆像的半径最小，此时图像最清晰，包含的细节最多。因此可以通过改变物距、像距或者焦距实现对焦。在早期的图像采集***中，这个过程主要是手动完成的，图像是否对焦由人主观判定。随着图像处理***对对焦精度、速度和自动化程度的要求不断提高，自动对焦逐渐取代了手动对焦，但是对焦精度、稳定性和速度仍然有很大的提高空间。

嵌入式***是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用***的对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机***。一个完整的嵌入式***主要由硬件体系、软件程序两大部分组成。嵌入硬件体系的核心是微处理器，还有存储器、各类接口、测控电路等组成部分。软件程序包括操作***和应用程序两大部分。嵌入式***中常用的操作***有VxWorks、WinCE和Linux等，其中Linux***凭借内核可裁剪、源代码开放、移植性好、驱动丰富、***安全性高和强大的技术支持等优势在嵌入式***开发中得到广泛的应用。应用程序实现具体的目标***功能，通常构建在某一实时操作***之上。除了要实时实现测量和控制的功能外，应用程序还要有良好的人机交互界面。Qt是一个跨平台的C++图形用户界面应用程序框架，它完全面向对象，很容易扩展，并且允许真正的组件编程，是常用的Linux嵌入式***GUI开发工具。

ARM微处理器由英国的ARM公司设计并提供知识产权，是世界上许多著名的半导体、软件和原始设备制造商基于ARM架构生产的通用芯片。目前ARM在手持设备市场占有90％以上的份额，可以有效地缩短应用程序开发与测试的时间，也降低了研发费用。ARM微处理器一般都具有体积小、功耗低、成本低、性能高、速度快的特点，它支持ARM(32位)/Thumb(16位)双指令集，其内部硬件资源的性能较高，可以加载实时操作***，能够运行界面和应用程序，具有高速的处理和计算能力，完全能够胜任一般的数字图像采集和处理需求，非常适合应用于图像处理***。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提出一种基于ARM的一体化保偏光纤定轴仪，可以实现快速准确的自动对焦以获得清晰的光纤端面图像；可以实时高精度地检测保偏光纤偏振轴的方位，可以根据检测到的偏振角，通过光纤旋转器将保偏光纤快速、准确、稳定地旋转到指定位置。

基于ARM的一体化保偏光纤定轴仪，包括图像采集单元、图像处理与控制单元、运动执行机构和人机交互单元；

图像采集单元包括光源、显微物镜、镜筒、CMOS工业相机和显微摄像头；光源以30°-60°角斜向前照射剥除涂覆层的保偏光纤，显微物镜和保偏光纤同轴，CMOS相机通过镜筒与显微物镜相连，显微摄像头固定在保偏光纤上方；

运动执行机构包括光纤旋转器、手动位移台、电动位移台、光纤衬块、第一运动控制板和第二运动控制板；保偏光纤固定在光纤旋转器上，光纤旋转器固定在手动位移台上，通过手动调节位移台和光纤衬块改变保偏光纤的空间位置，通过向第一运动控制板发送指令使光纤旋转器旋转保偏光纤改变其偏振角，镜筒固定在电动位移台上，通过向第二运动控制板发送指令控制位移台沿镜筒轴向和径向移动，从而移动镜筒、物镜和相机的联合体；

人机交互单元包括触摸屏；保偏光纤被固定在光纤旋转器上，显微摄像头采集保偏光纤侧面图像输出至图像处理与控制单元，观察触摸屏上光纤侧面图像，手动将保偏光纤调整到与显微物镜同轴，端面图像经显微物镜放大后被CMOS相机实时采集，CMOS相机将采集到的图像通过USB数据线传输给图像处理与控制单元，图像处理与控制单元分别计算图像的清晰度和偏振角，向第一运动控制板、第二运动控制板发送指令，运动控制板驱动光纤旋转器、电机和位移台的电机转动实现自动对焦和自动定轴；

图像处理与控制单元包括微处理器、存储模块、通信接口、显示模块、调试模块和电源模块；

微处理器采用ARM处理器，计算图像的清晰度和偏振角，向第一运动控制板、第二运动控制板发送指令，存储模块对数据进行存储；通信接口包括RS232串口和USB接口，RS232串口分别与第一运动控制板、第二运动控制板连接，用于发送运动指令，USB接口分别与显微摄像头和CMOS相机连接，显示模块通过LCD接口与电容触摸屏连接；调试模块采用JTAG接口；电源模块采用直流电源供电。

本发明的优点在于：

(1)采用ARM作为处理器，触摸屏作为人机交互界面，具有体积小，成本低，人机交互友好，运算速度快的优点；

(2)利用Laplace算子作为清晰度评价函数，多步距移动物镜，实现了光纤端面和光纤衬块快速而准确的自动对焦；

(3)利用数字图像处理的方法检测保偏光纤偏振轴方位，可以得到亚像素的定位精度；

(4)采用闭环控制，可以实现快速、稳定、高精度的自动定轴。

附图说明

图1是本发明的基于ARM的一体化保偏光纤定轴仪的结构示意图；

图2是以ARM芯片为核心的处理器模块结构图；

图3是自动对焦过程中清晰度评价函数曲线；

图4是本发明的一体化保偏光纤定轴仪自动对焦流程图；

图5是自动定轴过程中采集到的保偏光纤端面图像；

图6是本发明的一体化保偏光纤定轴仪自动定轴流程图。

图中：

1-图像处理与控制单元  2-第一运动控制板      3-手动位移台

4-光纤旋转器          5-保偏光纤            6-光纤衬块

7-光源                8-显微摄像头          9-显微物镜

10-镜筒               11-CMOS相机           12-电动位移台

13-第二运动控制板     14-触摸屏             15-鼠标

16-直流电源

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，基于ARM的一体化保偏光纤定轴仪，包括图像采集单元、图像处理与控制单元1、运动执行机构和人机交互单元。

图像采集单元包括光源7、显微物镜9、镜筒10、CMOS工业相机11和显微摄像头8；

光源7以30°-60°角斜向前照射剥除涂覆层的保偏光纤5，显微物镜9和保偏光纤5同轴，CMOS相机11通过镜筒10与显微物镜9相连，显微摄像头8固定在保偏光纤上方。

运动执行机构包括光纤旋转器4、手动位移台3、电动位移台12、光纤衬块6、第一运动控制板2和第二运动控制板13；

保偏光纤5固定在光纤旋转器4上，光纤旋转器4又固定在手动位移台3上，通过手动调节位移台3和光纤衬块6可以改变保偏光纤5的空间位置，通过向第一运动控制板2发送指令可以使光纤旋转器4旋转保偏光纤5改变其偏振角，镜筒10固定在电动位移台12上，通过向第二运动控制板13发送指令可以控制位移台12沿镜筒轴向和径向移动从而移动镜筒10、物镜9和相机11的联合体。光纤旋转器4和电动控制台12分别采用工作电流不同的两个42BYGH型步进电机实现运动，通过运动控制板向步进电机发送脉冲信号即可以实现电机的步进运动，进而实现光纤旋转器的旋转和电动平移台的水平运动。

人机交互单元包括触摸屏14和鼠标15(可选)；

人机交互界面采用Qt开发，保偏光纤5被固定在光纤旋转器4上，显微摄像头8采集保偏光纤5侧面图像输出至图像处理与控制单元1，观察触摸屏14上光纤侧面图像，手动将保偏光纤5调整到与显微物镜9同轴，然后其端面图像经显微物镜9放大后被CMOS相机11实时采集，CMOS相机11将采集到的图像通过USB数据线传输给图像处理与控制单元1，图像处理与控制单元1分别计算图像的清晰度和偏振角，向第一运动控制板2、第二运动控制板13发送指令，运动控制板驱动光纤旋转器4、电机和位移台12的电机转动以实现自动对焦和自动定轴。

如图2所示，以ARM芯片为核心的图像处理与控制单元1包括微处理器、存储模块、通信接口、显示模块、调试模块和电源模块。

图像处理与控制单元1通过两个USB口分别与CMOS相机11和显微摄像头8连接，通过两个RS232串口分别与第一运动控制板2和第二运动控制板13连接，通过一个LCD接口与触摸屏14连接，通过一个USB口与鼠标15连接(可选)。

微处理器采用Cortex-A9系列的ARM处理器；存储模块采用DDR3作为RAM内存，eMMC作为FLASH存储；通信接口包括两个RS232串口和3个USB接口，两个RS232串口分别与第一运动控制板2、第二运动控制板13连接用于发送运动指令，运动控制板可以将运动指令转化为驱使步进电机转动的相电流，3个USB接口分别与显微摄像头8、CMOS相机11和鼠标15连接，其中显微摄像头8使用Linux下通用驱动V4L2采集图像，CMOS相机11采用嵌入式Linux专用驱动采集图像；显示模块通过45pin的LCD接口与电容触摸屏14连接；调试模块采用10针JTAG接口，可以连接JTAG仿真器对ARM内核进行仿真；电源模块采用5V电源适配器插座，使用5V直流电源16供电。

本发明的一体化保偏光纤定轴仪利用ARM芯片作为控制器，和传统的PC控制相比，***体积小、成本低，使用灵活方便；完成了图像采集模块、运动控制模块(包括自动定轴结构和自动对焦结构)以及人机交互模块的嵌入式环境下设计，***集成度高。

本发明的自动对焦技术可以分成光纤端面的对焦和光纤衬块的对焦两种，其中光纤端面自动对焦过程如图4所示：首先ARM处理模块1向第二运动控制板13发送指令将物镜9移动到位移台12可以移动的物距最大处。然后以步距ΔL向光纤端面方向移动物镜9，光纤端面经过物镜9放大后被CMOS相机11采集为离散数字图像并传输给ARM处理模块1。ARM处理模块1将采集到的彩色图像转换为灰度图像，使用Laplace边缘检测算子对灰度图像进行卷积，计算卷积图所有点灰度值C(i,j)的平方和作为清晰度评价函数L(x)，即L(x)＝Σ_iΣ_jC(i,j)²，其中x是物镜9位置坐标，i是卷积图中点的横坐标，j是卷积图中点的纵坐标。移动物镜9逐步靠近光纤端面，计算并记录每一步光纤端面图像的清晰度评价函数L(x)，L(x)函数曲线如图3所示。如果物镜9在某位置x₀处时满足，L(x₀)是L(x)函数曲线的极大值且与附近点的函数值相差较大，则认为x₀是L(x)函数曲线的尖峰点。当L(x)函数曲线出现尖峰点时认为x₀是光纤端面聚焦的位置，初步聚焦完成。在(x0-ΔL,x0+ΔL)范围内，令步距ΔL＝0.5*ΔL，再次移动物镜9，重复上述过程，寻找聚焦位置。当ΔL小于预定的聚焦精度时，将物镜9移动到此时的聚焦位置，光纤端面自动聚焦完成。光纤衬块的自动聚焦过程和光纤端面自动聚焦大致类似，不同点是，由于清晰度函数在物镜9移动过程中极值点较多，光纤衬块聚焦的初步聚焦点的确定不能简单从第一个尖峰点确认，可以先寻找到光纤端面的初步聚焦点，然后从该点继续向衬块方向移动物镜9并计算清晰度评价函数，将下一个尖峰点作为光纤衬块的初步聚焦点，之后的变步距聚焦过程就与光纤端面聚焦过程完全相同了。本发明的自动对焦技术利用图像处理技术，结合光纤端面和光纤衬块图像的特点，选择Laplace算子计算图像的清晰度函数，根据清晰度函数曲线的特点对光纤端面和光纤衬块分别进行对焦，其中采用的变步距技术提高了对焦的速度和精度。

本发明的自动定轴技术的核心是光纤端面偏振轴方位的检测。如图5所示，保偏光纤端面图像具有两个关于纤芯对称的应力区，两个应力区中心的连线就是保偏光纤的慢轴，因此可以通过检测这条连线的倾斜角来实现保偏光纤偏振轴方位的检测。具体过程是：ARM处理模块1将物镜9移动到光纤5端面对焦的地方；CMOS相机11采集光纤端面图像并传输给ARM处理模块1；ARM处理模块1中植入的嵌入式程序将采集到的彩色图像转换为灰度图，使用高斯算子对灰度图滤波降噪得到图像f；利用大津法(Otsu法)将图像f转换为二值图，提取二值图中所有亮区域的轮廓，利用保偏光纤两应力区的形状、大小、距离等特征信息找到两应力区的轮廓，从而确认出图像f中应力区的位置；提取图像f中应力区子图像，对子图像利用Canny算子提取边缘点，对边缘点进行迭代处理去除不在应力圆上的点，利用灰度图f边缘点附近点的灰度值特点，对边缘进行亚像素细化，对细化后的边缘点进行椭圆拟合，椭圆的中心即应力圆的圆心；利用两个应力圆圆心即可以计算光纤端面偏振轴的角度α。和传统的保偏光纤定轴技术相比，本发明的偏振轴检测技术采用数字图像处理技术，原理简单直观，易于实现自动控制，定轴精度优于0.5°。其中根据应力区的轮廓特征进行应力区的提取，识别准确而且速度快；利用canny算子提取边缘点并进行亚像素细化，可以得到亚像素的定位精度。

如图6所示，本发明的基于ARM的嵌入式保偏光纤自动定轴仪器完整的工作流程是：将剥除了涂覆层的保偏光纤5固定在光纤旋转器4和光纤衬块6上，启动自动定轴***并初始化，触摸屏14上显示人机交互界面；在触摸屏上选择“打开显微摄像头”，摄像头8将保偏光纤5在光纤衬块6槽内的情况传输到触摸屏14上显示，根据显示的结果手动调节位移台3和衬块6，使光纤5与物镜9光轴平行；在触摸屏14上选择“打开CMOS相机”和“寻找基准角”，ARM处理模块1自动移动物镜9聚焦到光纤衬块6，相机11采集衬块图像到处理模块1，ARM处理模块1中植入的嵌入式程序将图像转换为灰度图后利用大津法二值化，用直线拟合衬块上边缘，求得基准角β并显示在触摸屏上；在触摸屏上选择“设置相机ROI”(ROI即感兴趣区域，相机只传输该区域图像给ARM,设置ROI可以提高相机帧率和提高检测圆的速度和准确率)，ARM处理模块1将物镜9自动对焦到保偏光纤端面，根据上段提及的算法寻找应力圆轮廓，如果成功找到应力圆轮廓则将光纤端面所在局部区域设为CMOS相机11采集的ROI，否则提示用户手动划定ROI区域，用户可以用鼠标15或直接在触摸屏14上划定ROI区域；在触摸屏上选择“检测偏振轴”，ARM处理模块1对相机11采集到的光纤端面图像处理，按照上面提及的算法求得偏振角α并显示在触摸屏上；在触摸屏14上选择“定轴”，ARM处理器1根据测得基准角β、偏振角α和预定的定轴角度，计算光纤需要被旋转的角度γ＝|α-β-定轴角度|，根据γ值计算光纤旋转器4的步进电机需要转动的步数和方向，向控制板2发送运动指令控制光纤旋转；ARM处理器1检测旋转后的光纤偏振角，计算偏差角γ，判断γ是否达到指定的精度，如果γ没有达到指定精度则根据γ值继续旋转光纤，否则则在该位置采集N幅图像计算偏差角平均值，再次判断是否达到指定精度，如果没有达到则继续旋转光纤，否则定轴结束，在触摸屏14提示用户定轴结束。本发明的定轴过程集成了自动对焦和自动定轴功能，实现了整个定轴过程的自动化；采用闭环控制和定轴最后阶段求偏差角平均值定轴的技术，提高了定轴的精度。

Claims (5)

1.基于ARM的一体化保偏光纤定轴仪，包括图像采集单元、图像处理与控制单元、运动执行机构和人机交互单元；

图像采集单元包括光源、显微物镜、镜筒、CMOS工业相机和显微摄像头；光源以30°-60°角斜向前照射剥除涂覆层的保偏光纤，显微物镜和保偏光纤同轴，CMOS相机通过镜筒与显微物镜相连，显微摄像头固定在保偏光纤上方；

运动执行机构包括光纤旋转器、手动位移台、电动位移台、光纤衬块、第一运动控制板和第二运动控制板；保偏光纤固定在光纤旋转器上，光纤旋转器固定在手动位移台上，通过手动调节位移台和光纤衬块改变保偏光纤的空间位置，通过向第一运动控制板发送指令使光纤旋转器旋转保偏光纤改变其偏振角，镜筒固定在电动位移台上，通过向第二运动控制板发送指令控制位移台沿镜筒轴向和径向移动，从而移动镜筒、物镜和相机的联合体；

人机交互单元包括触摸屏；保偏光纤被固定在光纤旋转器上，显微摄像头采集保偏光纤侧面图像输出至图像处理与控制单元，观察触摸屏上光纤侧面图像，手动将保偏光纤调整到与显微物镜同轴，端面图像经显微物镜放大后被CMOS相机实时采集，CMOS相机将采集到的图像通过USB数据线传输给图像处理与控制单元，图像处理与控制单元分别计算图像的清晰度和偏振角，向第一运动控制板、第二运动控制板发送指令，运动控制板驱动光纤旋转器、电机和位移台的电机转动实现自动对焦和自动定轴；

图像处理与控制单元包括微处理器、存储模块、通信接口、显示模块、调试模块和电源模块；

微处理器采用ARM处理器，计算图像的清晰度和偏振角，向第一运动控制板、第二运动控制板发送指令，存储模块对数据进行存储；通信接口包括RS232串口和USB接口，RS232串口分别与第一运动控制板、第二运动控制板连接，用于发送运动指令，USB接口分别与显微摄像头和CMOS相机连接，显示模块通过LCD接口与电容触摸屏连接；调试模块采用JTAG接口；电源模块采用直流电源供电。

2.根据权利要求书1所述的基于ARM的一体化保偏光纤定轴仪，人机交互单元还包括鼠标，鼠标通过USB口与图像处理与控制单元连接。

3.基于权利要求1所述保偏光纤定轴仪的光纤端面自动对焦方法，具体为：首先ARM处理模块向第二运动控制板发送指令将物镜移动到位移台能够移动的物距最大处；然后以步距ΔL向光纤端面方向移动物镜，光纤端面经过物镜放大后被CMOS相机采集为离散数字图像并传输给ARM处理模块；ARM处理模块将采集到的彩色图像转换为灰度图像，使用Laplace边缘检测算子对灰度图像进行卷积，计算卷积图所有点灰度值C(i,j)的平方和作为清晰度评价函数L(x)，即L(x)＝Σ_iΣ_jC(i,j)²，其中x是物镜位置坐标，i是卷积图中点的横坐标，j是卷积图中点的纵坐标；移动物镜逐步靠近光纤端面，计算并记录每一步光纤端面图像的清晰度评价函数L(x)，如果物镜在某位置x₀处时满足，L(x₀)是L(x)函数曲线的极大值，则认为x₀是L(x)函数曲线的尖峰点；当L(x)函数曲线出现尖峰点时认为x₀是光纤端面聚焦的位置，初步聚焦完成；在(x0-ΔL,x0+ΔL)范围内，令步距ΔL＝0.5*ΔL，再次移动物镜，重复上述过程，寻找聚焦位置；当ΔL小于预定的聚焦精度时，将物镜移动到此时的聚焦位置，光纤端面自动聚焦完成。

4.基于权利要求1所述保偏光纤定轴仪的光纤衬块自动聚焦过程，具体为：首先ARM处理模块向第二运动控制板发送指令将物镜移动到位移台能够移动的物距最大处；然后以步距ΔL向光纤端面方向移动物镜，光纤和衬块的端面经过物镜放大后被CMOS相机采集为离散数字图像并传输给ARM处理模块；ARM处理模块将采集到的彩色图像转换为灰度图像，使用Laplace边缘检测算子对灰度图像进行卷积，计算卷积图所有点灰度值C(i,j)的平方和作为清晰度评价函数L(x)，即L(x)＝Σ_iΣ_j C(i,j)²，其中x是物镜位置坐标，i是卷积图中点的横坐标，j是卷积图中点的纵坐标；移动物镜逐步靠近光纤端面，计算并记录每一步端面图像的清晰度评价函数L(x)，如果物镜在某位置x₀处时满足，L(x₀)是L(x)函数曲线的极大值，则认为x₀是L(x)函数曲线的尖峰点；当L(x)函数曲线出现第一个尖峰点时认为x₀是光纤端面聚焦的位置，光纤端面初步聚焦完成；然后以步距ΔL向光纤衬块方向继续移动物镜，采集图像并计算清晰度评价函数L(x)；当L(x)函数曲线再次出现尖峰点x₁时认为x₁是光纤衬块聚焦的位置，光纤衬块初步聚焦完成；在(x1-ΔL,x1+ΔL)范围内，令步距ΔL＝0.5*ΔL，再次移动物镜，重复上述过程，寻找聚焦位置；当ΔL小于预定的聚焦精度时，将物镜移动到此时的聚焦位置，光纤衬块自动聚焦完成。

5.基于权利要求1所述保偏光纤定轴仪的光纤端面偏振轴方位的检测具体为：保偏光纤端面图像具有两个关于纤芯对称的应力区，两个应力区中心的连线就是保偏光纤的慢轴，因此可以通过检测这条连线的倾斜角来实现保偏光纤偏振轴方位的检测；具体过程是：

ARM处理模块将物镜移动到光纤端面对焦的地方；CMOS相机采集光纤端面图像并传输给ARM处理模块；ARM处理模块将采集到的彩色图像转换为灰度图，使用高斯算子对灰度图滤波降噪得到图像f；利用大津法将图像f转换为二值图，提取二值图中所有亮区域的轮廓，利用保偏光纤两应力区的形状、大小、距离特征信息找到两应力区的轮廓，确认出图像f中应力区的位置；提取图像f中应力区子图像，对子图像利用Canny算子提取边缘点，对边缘点进行迭代处理，去除不在应力圆上的点，利用灰度图f边缘点附近点的灰度值特点，对边缘进行亚像素细化，对细化后的边缘点进行椭圆拟合，椭圆的中心即应力圆的圆心；利用两个应力圆圆心计算光纤端面偏振轴的角度α。