光纤端面同轴度测量系统方案设计
摘要
现代通信离不开光纤通信，而光纤端面加工质量对光纤通信系统的整体性能影响较大，对于光纤端面的同轴度测量就尤为重要。本文经过对多种同轴度测量方式的分析，结合实际情况采用显微成像法设计了一套基于图像处理的光纤端面同轴度测量系统。
该系统由硬件和软件系统组成。硬件系统主要由显微放大镜、CCD黑白摄像头和计算机组成；软件系统主要为图像处理和结果计算程序。该测量系统实现无接触测量，与手工测量相比精度提高，测量时间减少，较为方便高效。
本文着重叙述软件系统中所采用的算法。图像处理采用邻域平均法去噪声、灰度阈值分割法对图像进行分割，迭代式阀值选择算法对图像进行二值化。结果计算采用最小外接圆法和最大内接圆法获得内外包络圆数据，定标后即可得出光纤端面的实际同轴度值。实验表明该系统实现测量光纤端面同轴度值，满足实际应用要求。
关键词：同轴度测量系统；光纤端面；图像处理；显微成像法
目录
13558_WPSOffice_Level1第一章绪论 1
16130_WPSOffice_Level21.1研究背景及意义 1
16118_WPSOffice_Level21.2同轴度测量方法分析 1
9957_WPSOffice_Level21.3本文主要工作 2
32549_WPSOffice_Level21.4本文组织结构 2
16130_WPSOffice_Level1第二章光纤端面同轴度测量系统原理 3
12265_WPSOffice_Level22.1同轴度测量原理 3
29699_WPSOffice_Level22.2图像处理算法分析 4
29699_WPSOffice_Level22.2.1平滑去噪声 4
29699_WPSOffice_Level22.2.2图像分割及二值化
29699_WPSOffice_Level22.3结果计算方法分析 10
29699_WPSOffice_Level22.3.1最小二乘法 10
29699_WPSOffice_Level22.3.2最小区域法 10
29699_WPSOffice_Level22.3.3最小外接圆法（最大内接圆法） 11
29699_WPSOffice_Level22.4本章小结 13
9957_WPSOffice_Level1第三章光纤端面同轴度测量系统方案设计 1
13355_WPSOffice_Level23.1系统硬件设计 14
24077_WPSOffice_Level23.2系统软件设计 15
29699_WPSOffice_Level23.2.1图像处理算法设计 15
29699_WPSOffice_Level23.2.2圆心及直径计算 16
24077_WPSOffice_Level23.3本章小结 1
32549_WPSOffice_Level1第四章系统测量结果及分析 21
11654_WPSOffice_Level24.1测量结果 21
11654_WPSOffice_Level24.2测量结果分析 22
8369_WPSOffice_Level24.3本章小结 2
32549_WPSOffice_Level1第五章总结与展望 23
11654_WPSOffice_Level25.1总结 24
8369_WPSOffice_Level25.2未来工作展望 24
12265_WPSOffice_Level1参考文献 25
第一章绪论
1.1研究背景及意义
光纤通信作为一门新兴技术,其近年来发展速度快、应用范围广。光纤是通信领域广泛应用的材料之一。在光纤通信系统中常需要两根光纤进行熔接,为得到较小的熔接损耗,保证信号的顺利传输,需要质量优良的光纤[2]。光纤端面的几何参数是影响光纤性能的重要指标，生产和应用部门需严格按国家标准对光纤进行多种检验，其中包括同轴度测量，如单模光纤同轴度要求小于0.8μm。因此设计一套光纤端面同轴度测量系统可以较为方便、直观、高效的检测出光纤同轴度参数，可降低光纤信号的损耗。
1.2同轴度测量方法分析
自从1976年美国在亚特兰大的贝尔实验室地下管道开通了世界上第一条光纤通信系统的试验线路以来，光纤端面的检测技术不断发展。其检测方法不断增加，同时测量精度越来越高。
常用的同轴度测量方法有光学干涉显微测量、传感器测量、显微成像等
光学干涉显微法（干涉法）：利用激光在测量目标表面产生干涉，采集干涉图像，通过移相法、傅里叶相位提取法、单帧测量法等，得到光纤端面形貌图，计算出所需