基于多模光纖光斑檢測的傳感技術(shù)研究.pdf

1、隨著計算機技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)和光電探測器件的不斷發(fā)展和進步，基于光纖光斑檢測的各項技術(shù)的復(fù)雜程度和成本大幅降低，促進了光纖光斑檢測在傳感等研究領(lǐng)域的發(fā)展。多模光纖由于具有較大的芯徑，支持大量對外界變化非常敏感的高階模式，使基于多模光纖結(jié)構(gòu)的光斑檢測技術(shù)具有很高的應(yīng)用價值。本文對多模光纖光斑檢測技術(shù)新的應(yīng)用場景和光斑圖像處理技術(shù)展開了研究，獲得的主要研究成果如下:
　　針對目前模式分析領(lǐng)域，解析法對波導(dǎo)結(jié)構(gòu)要求很高，而數(shù)值分析方

2、法存在著計算精度和計算機性能之間相互制約的局限性，本文將圖像處理技術(shù)中灰度共生矩陣引入光斑處理算法中，提出了基于光斑圖像灰度共生矩陣對波導(dǎo)模式數(shù)量進行分析的方法，詳細分析了多模光纖中支持不同模式數(shù)量時光纖端面光斑與圖像灰度共生矩陣特征值的關(guān)系，得到了模式數(shù)量和灰度共生矩陣特征值能量(energy)、一致性(homogeneity)之間的近似線性關(guān)系，并進行了實驗驗證，之后將這一結(jié)論應(yīng)用于對光纖內(nèi)模式數(shù)量的定性分析。
　　通過利用單

3、模-多模結(jié)構(gòu)中兩種光纖偏移量的不同來模擬進行微位移傳感的方式，對光斑圖像中灰度共生矩陣特征值與位移量的關(guān)系進行了研究。并利用此方法同時對具有不同彎曲半徑的光纖的輸出光斑進行了研究。由于兩種光纖不同偏移對接情況和不同彎曲情況下在多模光纖中激發(fā)出的模式數(shù)量不同，根據(jù)多模光纖光斑的灰度共生矩陣特征值能量和一致性與光纖中激發(fā)出的模式數(shù)量近似呈線性關(guān)系的結(jié)論，對偏移量和彎曲半徑與光斑圖像灰度共生矩陣特征值之間的關(guān)系進行了仿真分析與實驗驗證，獲得了