数字全息成像技术测量侧边抛磨光纤包层剩余厚度

测量侧边抛磨光纤(side-polished fiber,SPF)的包层剩余厚度对其应用有重要的指导意义,现今的测量方法均有所不足,现提出一种基于数字全息技术的测量方法。利用单模光纤纤芯折射率比包层折射率高的特点,基于数字全息成像技术,通过角谱传播法对二维全息图进行相位重构,并通过精确最小二乘法解相位包裹,得到侧边抛磨光纤的相位分布图。根据重构的相位分布图,进一步运用相关的边缘提取算法处理得到侧边抛磨光纤包层剩余厚度。实验测量结果与电子扫描电镜(SEM)测量结果相比,测量相对误差小于0.5%。这种测量方法是一种直接测量方法,减小了间接测量法中由于光纤不对称以及SPF轮廓边缘衍射所带来的测量误差,为侧边抛磨光纤包层剩余厚度的无损、在线测量提供了一种新的途径。同时,此方法还可应用于测量其他特种光纤,例如光子晶体光纤、微纳光纤等。

基于侧边抛磨光纤倏逝场的折射率传感特性

为了优化基于侧边抛磨光纤器件的性能,采用在线抛磨和测量的方法,实验研究了抛磨区长度和抛磨区剩余包层厚度对侧边抛磨光纤折射率传感特性的影响.研究发现,侧边抛磨光纤对材料折射率的传感特性依据灵敏度可以分为三个区域:1)折射率在1.300～1.450范围内,传感特性的灵敏度很低,但线性度很好;2)折射率在1.450～1.500范围内,具有灵敏的传感特性,但在这个范围内线性度较差;3)折射率液大于1.500以后,可以同时获得较好的灵敏度、线性度和稳定性.比较抛磨区长度分别为10mm和20mm的侧边抛磨光纤,20mm的抛磨区长度不会提高传感的灵敏度,却会增加器件的不稳定性.抛磨光纤剩余包层厚度对传感灵敏度和功率损耗有重要影响,可依据器件实际需要选择合适的剩余包层厚度.