CN104089756B - 一种光纤状态检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光纤状态检测的方法及系统，涉及光纤检测技术领域。该方法包括：对光纤标准的输出光场图像进行计算，得到光纤输出光场的标准数值孔径与功率直方图；通过对采集的待测光纤输出光场图像进行分析，得到待测光纤输出光场的数值孔径与功率直方图；将待测光纤输出光场的数值孔径与功率直方图与光纤输出光场的标准数值孔径与功率直方图对比，得到待测光纤输出光场的状态变化。该方法针对多包层光纤的结构特点与光波导特性，设计并实现了基于CCD器件的多包层光纤状态的检测方法。该方法应用于检测光纤缺陷、弯曲状态和损耗参数等，同时还实现了多包层光纤的实时监控与反馈控制。

Description

一种光纤状态检测方法及系统

技术领域

本发明涉及光纤检测技术领域，具体涉及一种光纤状态检测方法及系统。

背景技术

相比于传统单包层光纤，多包层光纤的纤芯与内包层可以同时独立的传导光波。随着光纤技术不断得到发展，多包层光纤在各个领域得到了广泛和深入的应用。在应用与实验的过程中我们发现，多包层光纤具有与传统单包层光纤不同的损耗特性，使得在多包层光纤损耗测量的过程中，传统的主要测量方法不再适用于多包层光纤。

传统单包层光纤的损耗测量结果完全相当于单包层光纤的纤芯损耗，其测量原理是通过技术方法(《光纤光学-原理与应用》廖延彪编著，清华大学出版社，2010年9月第一版，225-230页)获得单包层光纤中传导光波总能量的衰减进而得到单包层光纤损耗测量结果。但是在多包层光纤中，光纤损耗的概念包括独立的纤芯损耗，包层损耗，总损耗三个损耗过程，并且纤芯损耗与包层损耗不再与总损耗之间存在明确的对应关系。双包层光纤的损耗特性还关联于双包层光纤的工作状态。例如，当光纤熔接过程或者光纤激光系统的双包层光纤中纤芯损耗大量进入包层，通常意味着光纤的熔接质量，温度状态，应力状态出现了一定程度的异常。

在现有的光纤检测技术中，一些专利与文献通过对单包层光纤测量方法进行改进可以实现在双包层光纤的测量过程中独立的提取纤芯损耗与包层损耗达到检测光纤状态的目的，但是准确度，精度与灵敏度仍然不理想。还有一种光纤损耗的测量方法，在测量过程中针对双包层光纤的损耗测量添加了包层功率剥离器，通过对光纤进行包层功率剥离可以清除双包层光纤中的包层光从而进行针对纤芯能量(功率)的独立探测，其损耗的测量值可以在一定程度上真实反映双包层光纤的纤芯损耗。这种方法存在的问题主要在于探测的精度与灵敏度，同时会对光纤造成损伤：由于这种方法通过包层功率剥离器件清除了双包层光纤中的包层光，因此在损耗探测过程中无法提取纤芯光场与包层光场的差动信号增大纤芯损耗测量的灵敏度，同时由于能量(功率)探测器件与注入信号源本身存在不稳定漂动，包层光场信号中包含着相对与纤芯光场信号不稳定性的补偿信号，这种方法导致差动信号与补偿信号同时被清除，降低了测量与检测的准确性。更重要的是，这种探测方法需要多次探测，并且会对光纤造成一定的损伤，无法实现实时的检测。

在双包层光纤中纤芯损耗与包层损耗可以明确的表征纤芯波导与包层波导之间的能量流动方向。因此同时检测纤芯光场与包层光场在一些光纤传感技术中得到了应用。这种探测方式通过对双包层光纤包层进行泄漏处理，并且通过探测捕捉泄露出来的能量(暗场探测)作为传感依据。但是其暗场探测器的探测结果是光纤包层场的变化趋势，与真实的包层光场变化曲线有较大的差距。无法建立暗场探测器的探测结果与实际包层光场直接，准确的关联。其次，这种双包层光纤的传感方案仍然会对光纤本身造成损伤。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：提出了一种光纤状态检测方法，能够对光纤的状态进行实时检测与控制，为光纤的质量检测和状态反馈提供了极大的便利。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种光纤状态检测方法，该方法包括：

S1、对光纤标准的输出光场图像进行计算，得到标准光纤输出光场的数值孔径与功率直方图；

S2、通过对采集的待测光纤输出光场图像进行分析，得到待测光纤输出光场的数值孔径与功率直方图；

S3、将待测光纤输出光场的数值孔径与功率直方图与标准光纤输出光场的数值孔径与功率直方图对比，得到待测光纤输出光场的状态变化。

优选的，步骤S2具体包括：

S20、对采集的待测光纤输出光场图像进行分析，判断待测光纤输出光斑的中心；

S21、计算待测光纤输出光场在每一个环状数值孔径区域内的功率比例，得到待测光纤输出光场的数值孔径与功率直方图。

本发明还提供了一种光纤熔接状态检测与控制方法，该方法包括：

A1、将待输入熔接光纤与待输出熔接光纤进行熔接；

A2、检测熔接后的光纤纤芯损耗和包层损耗，得到光纤输出光场的数值孔径与功率直方图；

A3、将光纤输出光场的数值孔径与功率直方图与标准光纤输出光场的数值孔径与功率直方图对比，获取光纤熔接过程中的状态；

A4、根据熔接过程中光纤输出光场的数值孔径与功率直方图的变化趋势与损耗参数，实时反馈并控制熔接过程参数。

本发明还提供了一种光纤激光检测与控制方法，该方法包括：

B1、检测光纤激光系统中被测包层光纤的纤芯损耗和包层损耗，得到光纤输出光场的数值孔径与功率直方图；

B2、将光纤输出光场的数值孔径与功率直方图与标准光纤输出光场的数值孔径与功率直方图对比，获取光纤激光系统的状态；

B3、根据光纤激光系统运转过程中光纤输出光场的数值孔径与功率直方图的变化趋势，实时反馈并控制光纤激光系统运转的状态参数。

本发明还提供了一种光纤状态检测系统，该系统包括：标准光纤数值孔径与功率直方图生成模块、待测光纤数值孔径与功率直方图生成模块和光纤状态比对模块；

所述标准光纤数值孔径与功率直方图生成模块，用于对光纤标准的输出光场图像进行计算，得到标准光纤输出光场的数值孔径与功率直方图；

所述待测光纤数值孔径与功率直方图生成模块，用于对采集的待测光纤输出光场图像进行分析，得到待测光纤输出光场的数值孔径与功率直方图；

所述光纤状态比对模块，用于将待测光纤输出光场的数值孔径与功率直方图与标准光纤输出光场的数值孔径与功率直方图对比，得到待测光纤输出光场的状态变化。

本发明还提供了一种光纤熔接状态检测系统，其特征在于，该系统包括：光纤熔接系统、第一光纤数值孔径与功率直方图生成模块和光纤熔接状态获取模块、和第一反馈控制模块；

所述光纤熔接系统，用于将待输入熔接光纤与待输出熔接光纤进行熔接；

所述第一光纤数值孔径与功率直方图生成模块，用于检测熔接后的光纤纤芯损耗和包层损耗，得到第一光纤输出光场的数值孔径与功率直方图；

所述光纤熔接状态获取模块，用于根据熔接过程中光纤输出光场的数值孔径与功率直方图的变化趋势与损耗参数，实时反馈并控制熔接过程参数；

所述第一反馈控制模块，用于根据熔接过程中光纤输出光场的数值孔径与功率直方图的变化趋势，实时反馈并控制熔接过程参数。

本发明还提供了一种光纤激光检测系统，其特征在于，该系统包括：激光信号发生器、第二光纤数值孔径与功率直方图生成模块、光纤激光的状态获取模块和第二反馈控制模块；

所述激光信号发生器，用于将激光注入被测包层光纤的纤芯；

所述第二光纤数值孔径与功率直方图生成模块，用于检测被测包层光纤的纤芯损耗和包层损耗，得到第二光纤输出光场的数值孔径与功率直方图；

所述光纤激光的状态获取模块，用于将第二光纤输出光场的数值孔径与功率直方图与标准光纤输出光场的数值孔径与功率直方图对比，获取光纤激光的状态；

所述第二反馈模块，用于根据光纤激光系统运转过程中光纤输出光场的数值孔径与功率直方图的变化趋势，实时反馈并控制光纤激光系统运转的状态参数。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明提供了一种光纤状态检测的方法及系统，适用于任意形式的多包层光纤，本发明针对多包层光纤的结构特点与光波导特性，设计并实现了基于CCD器件的多包层光纤状态的检测与控制方法。该方法应用于检测光纤缺陷、弯曲状态和损耗参数等，相比于传统探测手段具有无损，快速的特点，实现了多包层光纤熔接系统与激光系统的实时监控与反馈控制。

附图说明

图1为基于CCD器件的多包层光纤损耗探测系统示意图；

图2基于CCD器件的带有补偿功能的多包层光纤损耗探测系统；

图3是多包层光纤状态检测的方法步骤图；

图4是光纤状态变化的数值孔径与功率直方图；

图5应用于光纤熔接系统的在线反馈控制装置示意图；

图6应用于光纤激光系统的在线反馈控制装置示意图；

图中，1被测多包层光纤纤芯；2被测多包层光纤包层；3被测多包层光纤涂覆层；4被测多包层光纤包层输出光场；5被测多包层光纤纤芯输出光场；6反射镜(分光镜)；7能量(功率)衰减系统；8CCD器件；9准直透镜；10图像处理模块；11信号源；12待熔接光纤(注入)；13光纤熔接设备；14待熔接光纤(输出)；15光纤输出光场；16光纤熔接设备人机交互界面；17损耗测量系统人机交互界面；18多包层光纤激光器系统前置相关组件；19多包层光纤；20多包层光纤系统后置相关组件；21基于CCD的损耗探测组件；22激光输出方向；23光纤数值孔径与功率直方图纵坐标(功率比例)；24光纤数值孔径与功率直方图横坐标(数值孔径)；25纤芯区域；26近纤芯区域；27显著包层增益区；28大数值孔径包层区。

具体实施方式

下面结合附图，对发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明针对多包层光纤的损耗探测过程，基于CCD器件对多包层光纤进行损耗测量的设备与装置，以及与之配套的根据CCD采集的图像数据进对被测光纤进行损耗分析，状态分析的方法。以这种方法为基础，我们实现了多包层光纤损耗的快速、精确、无损测试，在保证较高的精度前提下大幅提高了探测效率与探测速度。本发明所述的多包层光纤是指双包层及双包层以上的光纤。

如图1所示，多包层光纤状态检测系统，被测多包层光纤纤芯1与被测多包层光纤包层2内同时传播光，并且在输出后分别形成被测多包层光纤纤芯输出光场5与被测多包层光纤包层输出光场4。通过反射镜6与能量衰减系统7的共同作用，使得光信号再被CCD器件8接收之前的最大光密度低于CCD器件8的饱和光强。CCD器件8记录光纤输出光场15的强度分布，并且通过处理模块10实现图像的处理与运算，从整体输出光场的强度分布中分离出独立的纤芯光场与包层光场的强度分布。进而获得被测光纤的纤芯损耗，包层损耗以及总损耗测量结果。

在实际应用当中，由于系统本身在测量时存在一定的不稳定性(注入信号源11能量及功率的不稳定性，光纤状态的不稳定性等)，设计了所示带有补偿功能的多包层光纤损耗测量系统。在图1所示测量系统的基础上添加了补偿探测光路，其中准直透镜9组对光纤输出的纤芯光场与包层光场同时进行准直，以保证光纤输出光场经过主探测光路的残余光经过反射镜6，与能量衰减系统7的共同作用下能够被CCD器件8完整接收。补偿光路的作用是在时间序列上记录对比信号源总能量或功率的起伏，并且反馈给主探测光路对其损耗测量结果进行必要的修正。

通过上述系统，我们在多包层光纤的损耗测量过程中实现了无损，快速，实时探测的要求。并且相比于传统方法即包层光泄漏探测法等，也具有很高的精度。这一系统同时还可以进行被测多包层光纤状态的快速定性分析，这为多包层光纤的质量检测，状态反馈等提供了极大的便利。

如附图2所示，被测多包层光纤分为被测多包层光纤纤芯1，被测多包层光纤包层2，被测光纤涂覆层3。在应用中，主要关注被测多包层光纤纤芯1与被测多包层光纤包层2的状态，例如被测多包层光纤纤芯1的损耗状态、模式状态、波导束缚能力以及应力状态，被测多包层光纤包层2的应力状态，是否存在畸变或者缺陷等等。本发明通过对所采集到的光纤输出光场图像进行分析与处理，判断光纤输出光斑的中心，并且在此基础上，积分计算光纤输出光场在每一个环状数值孔径区域内的功率比例。得到光纤输出光场的数值孔径与功率直方图。同时通过多包层光纤纤芯模式与包层模式的理论计算，得到一系列标准光纤输出光场的数值孔径与功率直方图用于对比。例如对于应用的20/400双包层光纤，光纤纤芯模式容量包含LP01模式与LP11+/LP11-(对应互相正交的偏振态)。根据这些对比系列与光纤的模式构成，可以得到光纤输出光场中某一个特定的区域，例如纤芯，纤芯高N.A区域，近纤芯区域，包层区域等的不正常增益或衰减。

如图3所示，本发明提供了一种光纤状态检测方法，该方法包括：

S1、对光纤标准的输出光场图像进行计算，得到标准光纤输出光场的数值孔径与功率直方图；其中，所述的标准的输出光场图像主要是指对特定种类的光纤，其各个导波模式的输出数值孔径与功率直方图或者其线性组合，例如nufern公司的LMF双包层光纤，对其纤芯进行模式分析可以得到其包含线性偏振的纤芯模式LP₀₁，LP₁₁(包含两个相互正交的偏振状态)。在应用过程中，我们针对其中一个纤芯模式或者几个的线性组合的数值孔径与功率直方图作为该光纤的标准输出光场。

S2、通过对采集的待测光纤输出光场图像进行分析，得到待测光纤输出光场的数值孔径与功率直方图；

S3、将待测光纤输出光场的数值孔径与功率直方图与标准光纤输出光场的数值孔径与功率直方图对比，得到待测光纤输出光场的状态变化。

优选的，步骤S2具体包括：

S20、对采集的待测光纤输出光场图像进行分析，判断待测光纤输出光斑的中心；

S21、计算待测光纤输出光场在每一个环状数值孔径区域内的功率比例，得到待测光纤输出光场的数值孔径与功率直方图。

本发明还提供了一种光纤状态检测系统，该系统包括：标准光纤数值孔径与功率直方图生成模块、待测光纤数值孔径与功率直方图生成模块和光纤状态比对模块；

所述标准光纤数值孔径与功率直方图生成模块，用于对标准光纤的输出光场图像进行计算，得到标准光纤输出光场的数值孔径与功率直方图；

所述待测光纤数值孔径与功率直方图生成模块，用于对采集的待测光纤输出光场图像进行分析，得到待测光纤输出光场的数值孔径与功率直方图；

所述光纤状态比对模块，用于将待测光纤输出光场的数值孔径与功率直方图与标准光纤输出光场的数值孔径与功率直方图对比，得到待测光纤输出光场的状态变化。

如图4所示，是一组多包层光纤在过度弯曲前后数值孔径与功率直方图的变化，光纤数值孔径与功率直方图纵坐标23代表功率比例、光纤数值孔径与功率直方图横坐标24代表数值孔径。

光纤由于过度弯曲导致在光纤数值孔径与功率直方图上出现明显的近纤芯区域26的增益。而对比与其他如包层损伤，纤芯损伤等状态，双包层光纤输出的数值孔径与功率直方图在不同的区域上会体现出不同的特性。例如当大数值孔径包层区28获得明显的增益时意味着光纤包层中存在缺陷或者应力集中导致包层模式剧烈的散射。再例如当同时发生纤芯区域25的功率向高数值孔径转移与显著包层增益区27的增益，通常认为这是光纤的模式(光束质量)状态恶化导致的损耗加剧。我们通过大量的实验建立这种通过光纤输出状态在数值孔径与功率直方图上的变化来对被测光纤进行定性测量的依据。并且把这样的对照关系应用于多包层光纤状态检测上。同时，在光纤的实时检测系统中，可以通过上述数值孔径与功率直方图与光纤输出光场的时间变化建立光纤输出数值孔径与功率直方图微分变化曲线。通过此类曲线可以清晰的观测到被测光纤中在该时间段内由于被熔接，退火，激光运转等操作，所发生的不同数值孔径之间的能量转移与流动。作为实时检测的重要参数与依据。

本发明还提供了一种光纤熔接状态检测与控制方法，该方法包括：

A1、将待输入熔接光纤与待输出熔接光纤进行熔接；

A2、检测熔接后的光纤纤芯损耗和包层损耗，得到光纤输出光场的数值孔径与功率直方图；

A3、将光纤输出光场的数值孔径与功率直方图与标准光纤输出光场的数值孔径与功率直方图对比，获取光纤熔接过程中的状态；

A4、根据熔接过程中光纤输出光场的数值孔径与功率直方图的变化趋势与损耗参数，实时反馈并控制熔接过程参数。

本发明还提供了一种光纤熔接状态检测系统，其特征在于，该系统包括：光纤熔接系统、第一光纤数值孔径与功率直方图生成模块和光纤熔接状态获取模块、和第一反馈控制模块；

所述光纤熔接系统，用于将待输入熔接光纤与待输出熔接光纤进行熔接；

所述第一光纤数值孔径与功率直方图生成模块，用于检测熔接后的光纤纤芯损耗和包层损耗，得到第一光纤输出光场的数值孔径与功率直方图；

所述光纤熔接状态获取模块，用于将第一光纤输出光场的数值孔径与功率直方图与标准光纤输出光场的数值孔径与功率直方图对比，获取光纤熔接过程中的状态；

所述第一反馈控制模块，根据熔接过程中光纤输出光场的数值孔径与功率直方图的变化趋势与损耗参数，实时反馈并控制熔接过程参数。

目前的商用光纤熔接系统中，光纤熔接质量主要通过光纤侧面成像法判断光纤纤芯对准误差通过经验公式计算得到熔接结果的判断。而在实际应用中影响光纤熔接质量的因素很多，例如光纤的模式构成，熔点局部的应力状态以及光纤材料的差异等。因此，本发明所提出的系统应用与光纤熔接状态的实时检测与反馈具有很大的应用意义。通常在大包层的光纤熔接过程中，有时需要分多次对光纤进行重复加热，推进或者回火。通过该测量系统可以非常容易的实时把握熔接过程的参数。

如图5所示在上述光纤检测装置的基础上建立的多包层光纤熔接过程在线反馈控制系统。在待熔接光纤(注入)12与待熔接光纤(输出)14通过光纤熔接设备13进行熔接。通过由能量(功率)衰减系统7，CCD器件8，所组成的多包层光纤损耗测量系统接收14信号源通过光纤熔接点的19输出光场，通过上述本发明中的双包层光纤纤芯损耗与包层损耗的实时测量以及双线输出数值孔径与功率直方图的动态变化。可以及时的对光纤熔接质量进行评估与测定。通过光纤熔接设备人机交互界面16与损耗测量系统人机交互界面17构成，可以帮助操作者更全面的掌握光纤熔接过程中的参数与状态，大幅提高熔接过程的效率。同样，在双包层光纤激光系统中，实时的检测判断其中的双包层光纤损耗，状态等对于光纤激光系统的安全运转有着重要意义。如上述所说，双包层光纤纤芯的损耗状态、模式状态、波导束缚能力以及应力状态，被测光纤包层的应力状态，是否存在畸变或者缺陷等等都表征着光纤激光系统的安全性与稳定性。

本发明还提供了一种光纤激光检测与控制方法，该方法包括：

B1、检测光纤激光系统中被测包层光纤的纤芯损耗和包层损耗，得到光纤输出光场的数值孔径与功率直方图；

B2、将光纤输出光场的数值孔径与功率直方图与标准光纤输出光场的数值孔径与功率直方图对比，获取光纤激光系统的状态；

B3、根据光纤激光系统运转过程中光纤输出光场的数值孔径与功率直方图的变化趋势，实时反馈并控制光纤激光系统运转的状态参数。

本发明还提供了一种光纤激光检测系统，其特征在于，该系统包括：激光信号发生器、第二光纤数值孔径与功率直方图生成模块、光纤激光的状态获取模块和第二反馈控制模块；

所述激光信号发生器，用于将激光注入被测包层光纤的纤芯；

所述第二光纤数值孔径与功率直方图生成模块，用于检测被测包层光纤的纤芯损耗和包层损耗，得到第二光纤输出光场的数值孔径与功率直方图；

所述光纤激光的状态获取模块，用于将第二光纤输出光场的数值孔径与功率直方图与标准光纤输出光场的数值孔径与功率直方图对比，获取光纤激光的状态；

所述第二反馈模块，用于根据光纤激光系统运转过程中光纤输出光场的数值孔径与功率直方图的变化趋势，实时反馈并控制光纤激光系统运转的状态参数。

如图6所示，在上述光纤损耗测量装置的基础上建立的多包层光纤激光系统的在线反馈控制系统。多包层光纤激光系统指的是包含多包层光纤19，多包层光纤激光器系统前置相关组件18(泵浦驱动电源，泵浦，耦合器，种子，光栅，腔镜中的全部或若干组件)，多包层光纤系统后置相关组件20(泵浦驱动电源，泵浦，反向耦合器，放大级，光栅，腔镜，输出头，端冒中的全部或若干组件)，在激光输出方向22中分离极小一部分能量(功率)通过基于CCD的损耗探测组件21获得实时的多包层光纤激光系统损耗测量结果与光纤输出状态。相比与传统光纤激光器反馈系统来说，应用本发明的系统可以大幅扩展双包层光纤的反馈参数，并且通过这些反馈参数控制多包层光纤激光器系统前置相关组件18,多包层光纤系统后置相关组件20中部分器件的参数或者开关，对光纤激光系统进行实时的控制或者保护。

以上所述仅是本发明优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种光纤状态检测方法，其特征在于，该方法包括：

S1、对标准光纤的输出光场图像进行计算，得到标准光纤输出光场的数值孔径与功率直方图；

S2、通过对采集的待测光纤输出光场图像进行分析，得到待测光纤输出光场的数值孔径与功率直方图；

S3、将待测光纤输出光场的数值孔径与功率直方图与标准光纤输出光场的数值孔径与功率直方图对比，得到待测光纤输出光场的状态变化。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2具体包括：

S20、对采集的待测光纤输出光场图像进行分析，判断待测光纤输出光斑的中心；

S21、计算待测光纤输出光场在每一个环状数值孔径区域内的功率比例，得到待测光纤输出光场的数值孔径与功率直方图。

3.一种光纤熔接状态检测与控制方法，其特征在于，该方法包括：

A1、将待输入熔接光纤与待输出熔接光纤进行熔接；

A2、检测熔接后的光纤纤芯损耗和包层损耗，得到光纤输出光场的数值孔径与功率直方图；

A3、将光纤输出光场的数值孔径与功率直方图与标准光纤输出光场的数值孔径与功率直方图对比，获取光纤熔接过程中的状态；

A4、根据熔接过程中光纤输出光场的数值孔径与功率直方图的变化趋势与损耗参数，实时反馈并控制熔接过程参数。

4.一种光纤激光检测与控制方法，其特征在于，该方法包括：

B1、检测光纤激光系统中被测包层光纤的纤芯损耗和包层损耗，得到光纤输出光场的数值孔径与功率直方图；

B2、将光纤输出光场的数值孔径与功率直方图与标准光纤输出光场的数值孔径与功率直方图对比，获取光纤激光系统的状态；

B3、根据光纤激光系统运转过程中光纤输出光场的数值孔径与功率直方图的变化趋势，实时反馈并控制光纤激光系统运转的状态参数。

5.一种光纤状态检测系统，其特征在于，该系统包括：标准光纤数值孔径与功率直方图生成模块、待测光纤数值孔径与功率直方图生成模块和光纤状态比对模块；

所述标准光纤数值孔径与功率直方图生成模块，用于对标准光纤的输出光场图像进行计算，得到标准光纤输出光场的数值孔径与功率直方图；

所述待测光纤数值孔径与功率直方图生成模块，用于对采集的待测光纤输出光场图像进行分析，得到待测光纤输出光场的数值孔径与功率直方图；

所述光纤状态比对模块，用于将待测光纤输出光场的数值孔径与功率直方图与标准光纤输出光场的数值孔径与功率直方图对比，得到待测光纤输出光场的状态变化。

6.一种光纤熔接状态检测系统，其特征在于，该系统包括：光纤熔接系统、第一光纤数值孔径与功率直方图生成模块和光纤熔接状态获取模块、和第一反馈控制模块；

所述光纤熔接系统，用于将待输入熔接光纤与待输出熔接光纤进行熔接；

所述第一光纤数值孔径与功率直方图生成模块，用于检测熔接后的光纤纤芯损耗和包层损耗，得到第一光纤输出光场的数值孔径与功率直方图；

所述光纤熔接状态获取模块，用于将第一光纤输出光场的数值孔径与功率直方图与标准光纤输出光场的数值孔径与功率直方图对比，获取光纤熔接过程中的状态；

所述第一反馈控制模块，用于根据熔接过程中光纤输出光场的数值孔径与功率直方图的变化趋势与损耗参数，实时反馈并控制熔接过程参数。

7.一种光纤激光检测系统，其特征在于，该系统包括：激光信号发生器、第二光纤数值孔径与功率直方图生成模块、光纤激光的状态获取模块和第二反馈控制模块；

所述激光信号发生器，用于将激光注入被测包层光纤的纤芯；

所述第二光纤数值孔径与功率直方图生成模块，用于检测被测包层光纤的纤芯损耗和包层损耗，得到第二光纤输出光场的数值孔径与功率直方图；

所述光纤激光的状态获取模块，用于将第二光纤输出光场的数值孔径与功率直方图与标准光纤输出光场的数值孔径与功率直方图对比，获取光纤激光的状态；

所述第二反馈模块，用于根据光纤激光系统运转过程中光纤输出光场的数值孔径与功率直方图的变化趋势，实时反馈并控制光纤激光系统运转的状态参数。