基于多模光纖光斑檢測的傳感技術(shù)研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和光電探測器件的不斷發(fā)展和進(jìn)步，基于光纖光斑檢測的各項(xiàng)技術(shù)的復(fù)雜程度和成本大幅降低，促進(jìn)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(duì)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(jià)值。本文對(duì)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(duì)目前模式分析領(lǐng)域，解析法對(duì)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)要求很高，而數(shù)值分析方

2、法存在著計(jì)算精度和計(jì)算機(jī)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(duì)波導(dǎo)模式數(shù)量進(jìn)行分析的方法，詳細(xì)分析了多模光纖中支持不同模式數(shù)量時(shí)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(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，之后將這一結(jié)論應(yīng)用于對(duì)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(jìn)行微位移傳感的方式，對(duì)光斑圖像中灰度共生矩陣特征值與位移量的關(guān)系進(jìn)行了研究。并利用此方法同時(shí)對(duì)具有不同彎曲半徑的光纖的輸出光斑進(jìn)行了研究。由于兩種光纖不同偏移對(duì)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(duì)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(jìn)行了仿真分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，獲得了