数字全息技术在双包层光纤参数测量中的应用

"这篇研究论文主要探讨了基于数字全息技术对双包层光纤参数的测量方法，旨在实现准确、快速且无损的光纤测量。研究人员来自上海大学特种光纤与光接入网省部共建重点实验室，他们构建了一个结合优化光路系统和软件分析的测量系统，用于提取光纤的折射率分布和几何尺寸。通过使用CCD记录数字全息图，并利用分层算法重建光纤的折射率，同时进行了误差分析和校正。论文中提到的方法与传统的S14折射率测量仪和显微拍摄的测量结果进行了对比，显示了更高的精度和效果。关键词包括数字全息、折射率测量、几何尺寸、特种光纤和分层算法。" 详细说明: 这篇论文关注的是光纤工程中的一个重要领域，即光纤参数的精确测量。双包层光纤是一种特殊类型的光纤，其结构包含内芯和外层两部分，具有广泛的应用，如激光器、传感器和通信系统等。在这些应用中，光纤的折射率分布和几何尺寸对其性能有着决定性的影响。 传统的测量方法可能涉及到有损或低效的过程，而数字全息技术提供了一种非破坏性的替代方案。这项技术利用干涉原理记录光波的信息，并通过数字处理恢复物体的三维信息，包括相位和振幅。在本研究中，研究人员设计了一个包含优化光路的系统，能够记录双包层光纤的数字全息图。通过CCD相机捕获的全息图像，可以提取出光纤的相位差分布。 接下来，他们运用分层算法对相位差信息进行处理，以重构光纤的折射率分布。这个过程涉及到复杂的数值计算，包括傅里叶变换和迭代算法，以获得精确的折射率分布。同时，研究者还进行了误差分析，评估了测量的准确性和可靠性。 此外，他们还开发了一种基于边缘检测的算法，用于校正重建折射率的误差，并提取光纤的几何尺寸，如内外层的直径等。这种方法相比传统的S14折射率测量仪和显微拍摄，提供了更精确的测量结果。 实验结果表明，基于数字全息技术的测量方法在双包层光纤的折射率差值测量上与S14测量仪的结果一致，而在几何尺寸的测量上表现出优越性。这表明，该技术具有巨大的潜力，可为光纤制造和应用提供更为精确的测量工具，有助于提升光纤相关设备的性能和稳定性。