CN110455500A - 一种基于傅里叶级数的弯曲不敏感光纤折射率分布合格判定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于傅里叶级数的弯曲不敏感光纤折射率分布合格判定方法，包括标样光纤折射率分布数据拟合、待测光纤折射率分布数据测试和待测光纤折射率分布合格判定,所述标样光纤折射率分布数据拟合利用从标准弯曲不敏感光纤中采集得到的折射率分布数据，采用傅里叶级数方法拟合得到标样光纤折射率分布数据曲线。该判定方法可以提供光纤折射率分布合格判定的定量依据，并且具有更合理的合格判定精度和可重复性。
Description
技术领域：
本发明涉及光纤检测领域，特别是一种基于傅里叶级数的弯曲不敏感光纤折射率分布合格判定方法。
背景技术：
随着光纤到户业务的普及，弯曲不敏感光纤的应用需求逐渐增加。目前，弯曲不敏感光纤的制造工艺已经较成熟。但是，对于其预制棒折射率分布曲线是否合格鲜有人对其做一个较为科学、深入的方法探究，其预制棒折射率分布曲线恰好也关系着最终光纤的重要参数。目前，相关测试人员主要是根据芯棒或者预制棒折射率剖面的形状来判断光纤折射率分布是否合格。检测过程带有一定的人为主观因素，对测试人员的经验要求较高。专利《一种测试光纤预制棒折射率分布的装置和方法》(CN107356414A)提出了一种新的测试方法，可以提高光纤的测试精度。但是，这种方法没有很好地利用实际的光纤折射率分布数据，对于光纤折射率分布的判定缺少定量依据。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是，提供一种可以提供光纤折射率分布合格判定的定量依据的基于傅里叶级数的弯曲不敏感光纤折射率分布合格判定方法,该判定方法具有更合理的合格判定精度和可重复性。
本发明的技术解决方案是，提供一种基于傅里叶级数的弯曲不敏感光纤折射率分布合格判定方法，包括标样光纤折射率分布数据拟合、待测光纤折射率分布数据测试和待测光纤折射率分布合格判定,所述标样光纤折射率分布数据拟合利用从标准弯曲不敏感光纤中采集得到的折射率分布数据，采用傅里叶级数方法拟合得到标样光纤折射率分布数据曲线。
作为优选，所述傅里叶级数方法采用的函数F(x)为：
F(x)＝a0+a1*cos(x*w)+b1*sin(x*w)+a2*cos(2x*w)+b2*sin(2x*w)+a3*cos(3x*w)+b3*sin(3x*w)+a4*cos(4x*w)+b4*sin(4x*w)+a5*cos(5x*w)+b5*sin(5x*w)+a6*cos(6x*w)+b6*sin(6x*w)+a7*cos(7x*w)+b7*sin(7x*w)+a8*cos(8x*w)+b8*sin(8x*w),所述函数F(x)中x表示距芯棒/光纤中心的距离，单位mm,所述函数F(x)中a0-a8表示余弦项系数，b1-b8表示正弦项系数，w表示频率系数。
作为优选，所述待测光纤折射率分布数据测试表示采用测试仪器测试待测光纤折射率与距芯棒/光纤中心距离x的分布数据。
进一步的，所述待测光纤折射率分布合格判定表示通过计算所述待测光纤折射率分布数据与所述标样光纤折射率分布数据曲线的相关系数R2和均方根误差，判定待测光纤折射率分布是否合格。
采用以上方案后与现有技术相比，本发明具有以下优点：对比传统检测方式，本发明提供的方法可以提供光纤折射率分布合格判定的定量依据；对比传统检测方式，本发明提供的方法具有更合理的合格判定精度；对比传统检测方式，本发明提供的方法更具有可重复性。
附图说明：
图1是实际折射率分布曲线与标样光纤折射率分布数据曲线。
其中，1-x/横轴，2-y/纵轴，3-曲线标注，4-曲线顶部，5-曲线底部。
具体实施方式：
下面结合附图就具体实施方式对本发明作进一步说明：
实施例1
如图1所示，一种基于傅里叶级数的弯曲不敏感光纤折射率分布合格判定方法，包括标样光纤折射率分布数据拟合、待测光纤折射率分布数据测试和待测光纤折射率分布合格判定,所述标样光纤折射率分布数据拟合利用从标准弯曲不敏感光纤中采集得到的折射率分布数据，采用傅里叶级数方法拟合得到标样光纤折射率分布数据曲线。
本判定用于分析和判断芯棒或者预制棒折射率剖面合格与否，该方法包括使用傅立叶级数对合格光纤对应的芯棒或者预制棒进行模拟、分析和对比。作为本领域技术人员，应当知悉几乎所有合格光纤对应的芯棒和预制棒折射率剖面，都能被傅立叶级数模拟成函数，作为经验公式。而且傅立叶级数可以根据自身判断精度需要进行更高阶或者更低阶的调整，本发明实施例中为8级傅里叶函数。所述傅里叶级数方法采用的函数F(x)为：
F(x)＝a0+a1*cos(x*w)+b1*sin(x*w)+a2*cos(2x*w)+b2*sin(2x*w)+a3*cos(3x*w)+b3*sin(3x*w)+a4*cos(4x*w)+b4*sin(4x*w)+a5*cos(5x*w)+b5*sin(5x*w)+a6*cos(6x*w)+b6*sin(6x*w)+a7*cos(7x*w)+b7*sin(7x*w)+a8*cos(8x*w)+b8*sin(8x*w),所述函数F(x)中x表示距芯棒/光纤中心的距离，单位mm,所述函数F(x)中a0-a8表示余弦项系数，b1-b8表示正弦项系数，w表示频率系数。
本实施例中，
a0的典型值是0.002215，取值范围是(0.001862,0.002567)；
a1的典型值是-002655，取值范围是(-0.03276,-0.002035)；
b1的典型值是-0.0025，取值范围是(-0.002529,-0.00247)；
a2的典型值是0.0003441，取值范围是(-003276,-0.002035)；
b2的典型值是0.001385，取值范围是(0.001317,0.001453)；
a3的典型值是-0004816，取值范围是(-001013,4.927e-05)；
b3的典型值是3.329e-05，取值范围是(-4.047e-05,0.000107)；
a4的典型值是0.0009791，取值范围是(0.0005717,0.001387)；
b4的典型值是0.0001237，取值范围是(9.676e-05,0.0001506)；
a5的典型值是-0004569，取值范围是(-0.0007089,-0.000205)；
b5的典型值是-0004085，取值范围是(-0.0004646,-0.0003525)；
a6的典型值是7.609-e05，取值范围是(-0.0001393,0.0002915)；
b6的典型值是-3.064e-05，取值范围是(-0.0001227,6.144e-05)；
a7的典型值是-0.003019，取值范围是(-0.0004744,-0.0001293)；
b7的典型值是0.0002134，取值范围是(0.0001884,0.0002383)；
a8的典型值是0.0002799，取值范围是(0.0002269,0.0003329)；
b8的典型值是5.423e-05；
取值范围是(2.776e-05,8.07e-05)；
w的典型值是1.508，取值范围是(1.474,1.542)。
其中，所述待测光纤折射率分布数据测试表示采用测试仪器测试待测光纤折射率与距芯棒/光纤中心距离x的分布数据。所述待测光纤折射率分布合格判定表示通过计算所述待测光纤折射率分布数据与所述标样光纤折射率分布数据曲线的相关系数R2和均方根误差，判定待测光纤折射率分布是否合格。通过对合格光纤对应的芯棒和预制棒折射率剖面的模拟，能够体现出折射率剖面的关键性特征。也就是说通过对合格光纤对应的芯棒和预制棒折射率剖面的对比，待对比芯棒或者预制棒的剖面即可可以通过这种对比方式判断是否合格。
图1中1为x轴，代表距芯棒/光纤中心的距离，单位为mm；图中2为y轴，代表折射率；图中3为曲线标注，虚线代表待测光纤折射率分布曲线，实线代表标样光纤折射率分布数据曲线。图1中曲线顶部4，两条曲线高度吻合，此特征是制作合格光纤的重要标志。进一步，图1中曲线底部5，两条曲线下陷程度高度吻合，此特征是判断制造弯曲不敏感光纤是判断掺氟是否成功的重要体现。另外，图1中两条曲线的相关系数R2＝0.9954，均方根误差Re＝0.000171，光纤折射率分布合格判定通过。
本发明所提供的光纤折射率分布判别合格方法既适用于弯曲不敏感光纤，同样也可以为其他种类的光纤提供参考和一定的启发。
以上仅就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。凡是利用本发明说明书所做的等效结构或等效流程变换，均包括在本发明的专利保护范围之内。
Claims (4)
1.一种基于傅里叶级数的弯曲不敏感光纤折射率分布合格判定方法，其特征在于：包括标样光纤折射率分布数据拟合、待测光纤折射率分布数据测试和待测光纤折射率分布合格判定,所述标样光纤折射率分布数据拟合利用从标准弯曲不敏感光纤中采集得到的折射率分布数据，采用傅里叶级数方法拟合得到标样光纤折射率分布数据曲线。
2.根据权利要求1所述的基于傅里叶级数的弯曲不敏感光纤折射率分布合格判定方法，其特征在于：所述傅里叶级数方法采用的函数F(x)为：
F(x)＝a0+a1*cos(x*w)+b1*sin(x*w)+a2*cos(2x*w)+b2*sin(2x*w)+a3*cos(3x*w)+b3*sin(3x*w)+a4*cos(4x*w)+b4*sin(4x*w)+a5*cos(5x*w)+b5*sin(5x*w)+a6*cos(6x*w)+b6*sin(6x*w)+a7*cos(7x*w)+b7*sin(7x*w)+a8*cos(8x*w)+b8*sin(8x*w),所述函数F(x)中x表示距芯棒/光纤中心的距离，单位mm,所述函数F(x)中a0-a8表示余弦项系数，b1-b8表示正弦项系数，w表示频率系数。
3.根据权利要求1所述的基于傅里叶级数的弯曲不敏感光纤折射率分布合格判定方法，其特征在于：所述待测光纤折射率分布数据测试表示采用测试仪器测试待测光纤折射率与距芯棒/光纤中心距离x的分布数据。
4.根据权利要求1所述的基于傅里叶级数的弯曲不敏感光纤折射率分布合格判定方法，其特征在于：所述待测光纤折射率分布合格判定表示通过计算所述待测光纤折射率分布数据与所述标样光纤折射率分布数据曲线的相关系数R2和均方根误差，判定待测光纤折射率分布是否合格。
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