李一鸣，涂建坤，项华中，江 斌，郑 刚*

光纤灰度分布的高斯函数拟合法测量光纤几何参数

李一鸣1，涂建坤2，项华中1，江 斌2，郑 刚1*

1上海理工大学上海市介入医疗器械工程研究中心，教育部应用光学仪器重点实验室，上海 200093；2上海电缆研究所，上海 200093

光纤的几何参数影响着光纤的光学传输和机械性能等，是衡量光纤质量的重要指标。近场光分布法是国标GB 15972.20-2008中推荐的几何参数测量方法。该方法在对光纤纤芯的测量中需对光纤通光照明，以区分纤芯和包层的边界。通光的纤芯端面是一个边缘并不清晰的发光亮斑，因而无法准确判断纤芯与包层的真实边缘。本文分析了光纤内光传播模场的分布，理论上光纤模场电磁矢量的解满足贝塞尔函数，但在近似情况下也可以用高斯函数代表光纤模场分布。因此本文利用高斯函数拟合光纤纤芯端面灰度分布，进而由拟合后的高斯函数得到纤芯与包层的真实边缘。本方法是对国标GB15972.20-2008的测量方法的进一步完善。实验测量结果表明，当光纤的切割效果不佳或成像质量较差时，模场灰度分布的高斯函数拟合法仍能保证测量的重复精度和测量数据的稳定性。

光纤几何参数；模场分布；高斯函数；边缘提取

1 引 言

光纤作为现代通信传输应用最为广泛的媒介之一，被广泛应用于航空、工业制造、生物医学等多个领域[1-2]。光纤的几何参数作为最基本的性能参数，除了对光纤的光学传输、机械性能有一定影响外，更重要的是它对于光纤的连接损耗起着决定性作用[3]。……