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单模石英光纤和塑料光纤自动耦合系统

作　者: 方培沈
导　师: 杨冬晓
学　校: 浙江大学
专　业: 物理电子
关键词: 石英光纤塑料光纤 (自动)耦合
分类号: TN818
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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引　用: 3次
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内容摘要

由于目前单模塑料光纤还没有得到广泛的应用，也不存在单模塑料光纤和单模石英光纤的耦合标准。然而在实验室中，由于要对单模塑料光纤或塑料光纤光栅进行一些性能测试，就需要单模塑料光纤和单模石英光纤的耦合。本系统主要功能是为了实现单模塑料光纤和单模石英光纤的自动耦合，从而在实验室中可以对单模塑料光纤或塑料光纤光栅的一些性能进行测量。本文阐述了单模塑料光纤和单模石英光纤的自动耦合的原理及其实现。在耦合系统中，上位机控制部分利用光功率计和采集图像的反馈数据，根据一定算法对该数据进行分析，从而驱动步进电机，使两光纤达到精确耦合。从而在实验室中对单模塑料光纤或塑料光纤光栅性能进行测量成为可能。整个自动耦合系统主要包括四大部分：上位机控制部分、三维高分辨率微位移平台、光功率计反馈部分、图像采集反馈部分，其中上位机控制部分是整个系统的核心。另外，在本文中，由于在光纤耦合中要涉及光纤的端面处理，因而也介绍塑料光纤端面处理方式和单模塑料光纤模场光强分布测量。在光纤端面处理时，采用各种不同的砂纸对光纤进行研磨，分析其效果。在单模塑料光纤模场光强分布测量实验中，采用CCD摄像头和白炽灯等对单模塑料光纤模场光强分布进行比较粗略的测量。从图像处理后得到的数据看，其端面模场的光强分布比较理想。

全文目录

第一章绪论  7-11
  1.1 光纤  7
  1.2 石英光纤  7-8
  1.3 塑料光纤  8-9
  1.4 光纤之间的直接耦合  9-11
第二章光纤直接耦合的理论简析  11-18
  2.1 光纤直接耦合(对接)  11
  2.2 光纤耦合中的基本概念  11-12
  2.3 光纤直接耦合损耗(连接损耗)计算  12-18
    2.3.1 两光纤直径失配损耗C_a  13-14
    2.3.2 两光纤轴向错位损耗C_r  14-16
    2.3.3 角度倾斜连接损耗C_θ  16-18
第三章耦合系统的结构  18-39
  3.1 耦合系统的整体结构和原理  18-19
  3.2 耦合系统中上位机(PC机)控制部分  19-24
    3.2.1 耦合系统中控制功能设计  19-20
    3.2.2 上位机与单片机、光功率计的数据通信  20-22
    3.2.3 自动耦合算法的设计  22-24
  3.3 三维高分辨率微位移平台  24-27
    3.3.1 高精度位移步进电机  25-26
    3.3.2 步进电机驱动器  26-27
  3.4 下位机(单片机)设计部分  27-33
    3.4.1 单片机中串口通信部分  27-30
    3.4.2 单片机中脉冲产生部分  30
    3.4.3 单片机与上位机通信协议  30-31
    3.4.4 单片机程序设计  31-33
  3.5 光功率计反馈部分  33-34
  3.6 图像集反馈部分  34-39
    3.6.1 图像采集部分  34-35
    3.6.2 采集图像显示  35-36
    3.6.3 图像软件处理部分  36-39
第四章结果与数据分析  39-46
  4.1 系统可行性分析  39-42
  4.2 系统稳定性分析  42-43
  4.3 系统的误差分析  43-44
  4.4 耦合系统的不足和改进  44-46
第五章塑料光纤端面处理  46-51
  5.1 塑料光纤端面处理技术  46-47
  5.2 塑料光纤端面处理结果  47-51
第六章单模塑料光纤模场光强分布测量  51-53
第七章总结  53-54
参考文献  54-58
攻读硕士学位期间发表的论文  58-59
致谢  59-60
附录  60-74

单模石英光纤和塑料光纤自动耦合系统

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