分段多项式拟合法测量光纤几何参数

来源：电子测量技术杂志2022年第9期北京时间：

作者：赵仁燕，郑泽希，项华中，李一鸣

单位：1．上海理工大学 上海市介入医疗器械工程研究中心 上海 200093;2．上海理工大学机械工程研究所 上海 200093

摘要：光纤几何参数是影响光纤性能的一个重要指标。灰度法为光纤几何参数测量的一种常用方法，测量时需要对光纤通光照明以区分纤芯和包层。由于光并不完全集中于纤芯传播（部分光在包层中传播），导致纤芯与包层的界面难以区分。为了准确找出纤芯边缘，本文利用两段多项式分别拟合纤芯和包层区域的光强灰度分布，求得两段多项式的交点对应的灰度值作为纤芯和包层的分界点，从而得到纤芯的边缘数据。利用分段三次Hermite插值对测量数据进行矫正，降低误差点对拟合的影响。通过对两组成像质量不同的光纤端面图像进行测量，用标准仪器先后测得纤芯的直径和不圆度为10.068µm、0.616%和10.397µm、0.766%，本文方法的测量值为9.999µm、0.716%和10.020µm、0.857%。实验表明，本文方法对光纤几何参数的测量具有较好的准确性和稳定性，而且从理论上讲，本文方法较之常用的灰度法更具有物理意义和测量原理上的合理性。

关键词：光纤几何参数;分段多项式拟合;分段三次Hermite插值