保偏光纤侧视成像光强分析及定轴方法研究

保偏光纤偏振轴方位角的确定和调整对改善光纤器件性能有重要意义。为进一步提高定轴精度,国内科研人员在透镜放应侧视(POL)法的基础上提出了五点法、五指法等,其理论定轴精度有所提高。但由于此类方法是建立在特定光强分布的前提下,对成像面调节要求较高,因此其实用性受限。该文以保偏光纤侧视成像为基础,通过对保偏光纤不同成像面的侧视成像光强分布作了大量仿真分析发现,光纤旋转至慢轴与水平方向成0°角附近时,光强分布会发生明显变化,利用这一现象可对0°位置进行识别。因此,该文改变了以往通过寻找某特定光强分布进行定轴的思路,提出了通过对0°位置进行识别的定轴方法,该方法通过简单的图像处理和数据分析即可判断偏振轴的偏转情况,适用的成像面位置范围也相对更宽,可操作性强,实用前景好。     

保偏光纤侧视成像定轴技术仿真研究

通过建立保偏光纤侧视成像定轴系统仿真模型,分析了POL(Polarization observation by the Lens-effective tracing)定轴算法的精度,结果表明熊猫型保偏光纤应力区位置出现3.2 μm 的偏差时,该算法的定轴误差为1°左右。产生误差的主要原因是:由于应力区位置不严格对称,光纤后焦平面上所得的侧视成像光强分布中心光强值不再是最能准确反映偏振轴方位角位置的特征点。基于此,文中对POL定轴算法做了相应改进,以光强分布中实际最大光强值代替中心光强值作为特征点,然后利用特征点构建出标准曲线,进而采用间接相关的方法完成定轴。理论计算结果表明,改进后的定轴算法可以实现更高的理论定轴精度。     

保偏光纤偏振轴方位探测方法

保偏光纤偏振轴方位的探测和对准是保偏光纤耦合、连接及制作保偏纤维器件的前提.基于保偏光纤的物理特性和应力结构特征,本文分析了各种保偏光纤偏振轴方位探测和对准方法的原理和特点,讨论了该技术方法的现状和趋势.     

保偏光纤定轴技术的仿真及实验分析

根据保偏光纤侧视成像定轴原理,应用光线追迹方法,分析了保偏光纤侧视成像定轴过程,模拟考察了熊猫型保偏光纤侧视成像的光强分布与偏振轴方位角及物平面位置的关系.对比仿真结果和实验观测结果,对五指型光强分布特征值判断法进行了改进.比较了透镜效应侧视成像的不同定轴方法,发现改进的五指型光强分布特征值判断法的特征值在90°位置附近具有更高的定轴精度,更易于实现保偏光纤偏振主轴的定位.这种方法适用于制作保偏光纤耦合器和保偏光纤偏振器时,在偏振主轴0°或90°方位角时的高精度定轴.     

保偏光纤侧视定轴技术仿真及实验分析

通过建立POL(Polarization Observation by The Lens-Effective Tracing)保偏光纤定轴系统仿真模型,分析了定轴过程中光纤发生微小位移以及相机像元尺寸所产生的误差。为了减少该种误差,实现自动对轴,提出了一种基于POL技术的保偏光纤定轴方法——POLF(Polarization Observation by The Lens-Effective with Fiber-Focus)定轴法。对该定轴方法进行了仿真验证,并通过对轴实验对其定轴精度进行了验证。实验结果证明POLF定轴算法能够实现优于1°的定轴精度。     

基于双光束光源的保偏光纤定轴方法研究

现有保偏光纤侧视成像法多依赖于某特定形貌光强分布,对成像面位置调整要求高、通用性差。为了提高保偏光纤定轴灵敏度、增加方法的通用性、提高定轴稳定性,采用双光束光源取代单光束光源对保偏光纤进行侧视成像的方法,改变了以往通过调整成像面寻找特定形貌光强分布的思路,并进行了理论分析、仿真模拟和实验验证。结果表明,采用双光束光源进行侧视成像时,光强分布成双峰型,选择双峰光强值之和为特征值,建立特征值与偏转角度的对应关系,利用互相关分析可对偏转角进行确定,该方法不仅保持了透镜效应侧视法适用成像面范围广的优点,而且定轴灵敏度平均优于单光束光源侧视成像定轴法11.88%。该研究具有良好的实用前景。     

基于五指型光强分布的保偏光纤定轴方法

保偏光纤偏振主轴的精确定位是保偏光纤应用中的关键技术之一。文中在观察到保偏光纤侧视图像的光强分布呈五指型的实验基础上,提出了一种用于保偏光纤定轴的新方法,即五指型光强分布特征值判断法。实测表明,用于保偏光纤定轴时,在0°附近,与现有的其它定轴方法相比,五指型光强分布特征值判断法的特征更明显,提高了定轴的灵敏度。此新方法可用于制作保偏光纤器件时,在0°附近的高精度定轴。     

保偏光纤的偏振特性分析

在惯性制导用光纤陀螺中,用保偏光纤绕制的Sagnac环圈是其中的关键器件.文章首先介绍了保偏光纤中偏振光传输的概念与定义;然后,对保偏光纤偏振特性的表征参数:拍长、偏振串音和偏振保持参数(h)进行了详细的介绍;最后,分析讨论了h参数与偏振串音的关系.     

基于Faster R-CNN的保偏光纤偏振轴检测方法研究

针对基于端面成像的偏振轴检测方法光照鲁棒性不强、无法同时检测多根保偏光纤偏振轴的问题,提出一种基于Faster R-CNN的检测方法.训练Faster R-CNN神经网络模型,通过参数调优增强了应力区识别的鲁棒性,采用基于Zernike矩算法对应力区边缘点进行亚像素级定位以提高测量精度,分析了测量精度与误差的关系.仿真与实验表明,该方法的测量精度达到±0.1°,在增强光照鲁棒性的同时实现了对多根保偏光纤偏振轴的检测.     

Automated fusion-splicing of polarization maintaining fibers

An advanced splicing technique for polarization maintaining (PM) fibers has been derived based on the polarization observation by lens-effect-tracing (POL) method. With this technique, azimuthal alignment on common types of PM fibers can be automatically performed in a passive way by an automated fusion splicer. Because the method permits an accurate estimation of the splice's extinction ratio before and after actual splicing, the quality of the splice call be estimated without having to make an active measurement. The experiment results illustrated in the paper show a mean extinction ratio 32.2 with 2.73 dB standard deviation and mean difference between measured and estimated extinction ratio 0.18 dB, respectively, for six different types of PM fibers     

Coupled modes of anisotropic polarization maintaining fibers

Wave coupling between the fundamental vector modal fields of two identical, polarization-maintaining, weakly guiding fibers is analyzed. An improved coupled-mode theory is used that also applies to anisotropic materials. Coupling coefficients that are the elements of a coupling matrix are calculated and presented as functions of the relative tilt angle between the two fiber principal axes. Exact analytical expressions for the eigenvalues and their associated eigenvectors are given in terms of the elements of this coupling matrix, for any relative tilt angle. Symmetry relations that are found between elements of the coupling matrix much simplify the presentation of the eigenvectors. A weak-coupling approximation of the eigenvector expressions, which is also given, retains their qualitative properties     

基于图像处理的保偏光纤偏振轴高精度检测法

通过CCD显微成像系统采集Panda型保偏光纤的截面图像,利用基于Hessian矩阵的亚像素精度边缘检测算法提取两应力圆边缘线点,进行椭圆拟合后过两椭圆中心连线得到偏振轴轴线,实现了偏振轴轴线的自动识别及与已知键定位轴相对角度的自动检测。实验结果表明,在均值为0、方差为0.5的高斯噪声下,本文方法仍可保证偏振轴角度的检测偏差未超过±0.3°,并对真实光纤截面图像的处理具较好的鲁棒性。     

长波长细径保偏光纤的制作

通过介绍长波长熊猫型细径保偏光纤的制作工艺过程.分析细径保偏光纤制作的技术难点,初步解决了细径保偏光纤制作工艺中的问题,制作出了长波长熊猫型细径保偏光纤样品.所制作的保偏光纤在1550nm波长下损耗小于1dB/km,偏振串音达到近-28dB/km.     

基于相关性的图像置乱程度衡量方法

为了对数字图像置乱程度进行有效的衡量,根据数字图像相邻点之间像素值的相关性随像素点位置的变化而改变这一原理,提出了一种基于各相邻点之间像素值差异的图像置乱程度衡量新算法.并由Matlab软件仿真结果表明,该方法可以清楚的表现出图像置乱程度与置乱次数的关系.     

基于鲁棒相关系数法的信息化决策手段研究

研究高校各类课程之间的关联关系是信息化教学的手段之一,而分析课程成绩之间的相关性是研究高校课程关联关系的重要方法。针对传统的Pearson相关系数易于受到异常点影响的问题,提出一种基于鲁棒相关系数的成绩关联分析方法。该方法首先建立样本标准差的鲁棒估计器,在此基础上计算相关系数的鲁棒估计,最后将其用于不同课程成绩之间的相关性分析。     

保偏光纤技术进展及发展趋势

文章阐述了保偏光纤(PMF)的基本原理和制造技术，分析了国内外PMF的技术进展及PMF的发展趋势。     

基于部分保偏器件的干涉型光纤传感器

在单模光纤构成的干涉型光纤传感器中,存在偏振衰落问题,将导致干涉效率降低.而为了消偏振衰落采用全保偏器件的光纤传感器成本过于高昂,影响其实用性.以马赫.泽德干涉仪为基础,用反馈信号控制偏振控制器加起偏器的结构消除了偏振衰落,构造了基于部分保偏器件的干涉型光纤传感器.实验得到系统输出信噪比稳定在60 dB左右.     

Evidence combination method based on Pignistic function transformation and correlation coefficient

The situation of high conflict between evidences and one ballot veto cannot be solved by classical D-S rule,and the results obtained from classical D-S rule are contrary to the facts.To solve this problem,a new standard to measure conflicts between evidences was proposed based on the combination of Pignistic function transformation and correlation coefficient,and also a novel kind of weighted combination method which was applied to measure conflicts between evidences was put forward according to the standard.After that,a support matrix was constructed based from which the credibility of evidence was obtained,and the weighted average method was used to revise the evidence.Finally,the combination was accomplished by using Dempster’s rule.The result of numerical examples shows that it’s effective to solve the combination of conflicting evidence.Compared with other methods,the proposed method has good astringency.