特种光纤内部丈量：依据结构光照明

　　光纤，作为现代高速和大容量通讯的根底载体，它的直径与头发丝一般粗细，是互联国际的无形之“线”。跟着近几十年通讯工业的快速的提高，一般的单多模光纤已不能够满意各种工业的特别需求，因而一系列具有杂乱内部结构的光纤，例如保偏光纤、多芯光纤和光子晶体光纤等各种特种光纤应运而生，在民用和军用范畴都不可或缺。

　　这些特种光纤品种十分之多，其内部杂乱的结构让它们的制作监测、光纤续接和微纳加工都受到了不同程度的约束。现在已有的办法例如直接端面观察、数字全息显微、光学断层扫描、偏振透镜效应以及高斯散斑成像都有一些特定的问题不足以满意当时的需求。

　　为完成无损丈量特种光纤的内部结构，南京大学的徐飞教授地点研讨团队提出一种以贝塞尔结构光作为照明光源，从七芯光纤旁边面透射成像的办法（如图1所示）。经过数字相关法验证了贝塞尔结构光照明比较传统办法的优势，一起与深度学习办法相结合，完成了高精度的七芯光纤内部结构丈量。

　　仿真研讨标明，贝塞尔光束作为无衍射结构光，它的自愈合特性可在散射介质中供给更长的聚集深度，因而依据贝塞尔激光照明的成像散斑更少，纤芯图画更明晰，图画对比度更高。此外，贝塞尔光束在透射内部具有折射率改变的通明介质的离轴物体时，具有共同作用（如图2所示），会发生两条曲折曲率不同的折射途径。

　　依据以上两个特色，比较高斯激光照明，在成像不同旋转视点的特种光纤时，贝塞尔激光照明的图画能看清更多的纤芯（如图3所示）。经过数字相关法验证，依据贝塞尔照明的图画改变远快于高斯照明，而且丈量精度更高。

　　本文进一步运用深度学习的办法提高了丈量的精度，拍照的依据贝塞尔照明的图画经过深度学习模型处理后，能够直接输出猜测的光纤旋转视点。此外，研讨人员还采集了不同于树立练习数据库时运用的七芯光纤的贝塞尔照明图画，将其输入给练习好的深度学习模型，其猜测成果相同取得了较好的精度与准确度，该依据成果得出深度学习办法具有很强的泛化才能，在实践使用中具有十分杰出的鲁棒性。研讨依据成果得出，依据贝塞尔结构光照明的办法在开发用于准确且无损丈量多芯光纤和光子晶体光纤的纤芯散布的使用方面具有巨大潜力。

　　依据贝塞尔结构光的特种光纤照明计划，研讨团队进一步研发并开发了一套高牢靠的CO2激光特种光纤熔接体系。经过高精度的光纤旋转视点辨认与对接，完成了安稳的保偏光纤和多芯光纤等光纤的低损耗熔接。（来历：先进制作微信大众号）