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实验一光纤的几特性测试实验姓名：学号：一、实验的目的和意义1、了解光纤的基本结构2、学习光纤的处理法，包括光纤的剥线、端面切割和清洗等等法3、利用显微镜并结合探测器放大分别观察单模和多模光纤端面结构4、学会Matlab处理实验数据5、掌握光学实验注意事项和实验室安全隐患及事故处理法光纤的应用越来越广泛，了解光纤的机构、性能具有十分重要的意义。
光学主要有纤芯和包层组成，纤芯由高度透明的介质组成，包层是折射率低于纤芯折射率的介质，并经过格的工艺制成光纤，光纤还要由多层保护层保护，起着增强机械性能、保护光纤的作用。
光纤的结构特性影响光纤的特性，并决定着光纤的用途，低损耗、高效率一直都是光纤的发展目标，光纤的各种特性参数（保护几参数、传光特性、加载特性、微弯特性等）的测量时光纤应用的重要依据，同时也促进各种测量技术的发展。
[1]光纤按折射率分布可以分为阶跃型光纤和渐变型光纤，按模式可以分为单模光纤和多模光纤。
光纤的损耗因素众多，包括传输损耗、连接损耗、弯曲损耗、色散吸收损耗等等，光纤损耗可以用光时域反射技术等测量。
[2]本实验希望通过观测光纤的结构参数来测试光纤的性能，并更好的理解光纤的特性，观察光纤结构分析其带来的损耗影响。
因为光纤较脆弱，所以日常使用的光纤有多层保护，所以首先要获取只有包层和纤芯的裸纤，然后采用显微镜结合电子探测器探测放大得到光纤的端面图像，从而分析其性能等。
[3]二、实验的系统结构和实验步骤1、实验的系统结构实验主要包括制作裸纤端面样本和观察端面结构两个部分，需借助剥线器得到裸纤，并进行端面处理，将得到的样本放在显微镜—探测器放大系统下观察，并利用计算机获取处理数据。
实验系统的基本结构图如下：2、实验仪器光纤、剥线钳、剪刀、棉球、酒精、光纤切割机、基片、双面胶、显微镜、探测器、电脑3、实验步骤(1)制作光纤端面样品日常使用的光纤都经过多层保护处理，而我们实验所需的是由纤芯和包层组成的裸纤，并且由于光纤由折射率不同的纤芯包层组成、对缺损很敏感以及连接损耗等原因，必须使用专用的光纤切割机处理端面，这样才能更好的观察或熔接等加工处理。
一、实验目的1. 了解光纤的基本结构和光学特性。
2. 学习测量光纤的数值孔径、截止波长等关键参数。
3. 掌握光纤的光学特性实验方法及数据分析。
二、实验原理光纤是一种利用光的全反射原理进行信息传输的介质。
光纤的光学特性主要包括数值孔径（NA）、截止波长、衰减系数等。
本实验主要测量光纤的数值孔径和截止波长。
三、实验仪器与设备1. 光纤测试仪2. 氦氖激光器3. 光纤耦合器4. 光纤切割机5. 光纤剥皮器6. 光纤微弯器7. 光纤测试软件四、实验步骤1. 光纤制备：将待测光纤两端分别进行剥皮、切割和清洁处理，确保光纤端面平整。
2. 光纤连接：将激光器输出端连接到光纤耦合器，光纤耦合器另一端连接到待测光纤。
3. 数值孔径测量：- 调整激光器输出功率，使光斑在光纤端面中心。
- 将光纤微弯器放置在光纤另一端，调整微弯器角度，使光斑从光纤端面中心移出。
- 记录光斑移出光纤端面的角度，即为光纤的数值孔径。
4. 截止波长测量：- 将激光器输出波长设置为一定值。
- 调整光纤微弯器角度，使光斑从光纤端面中心移出。
- 逐渐减小激光器输出波长，直至光斑不再从光纤端面中心移出，记录此时的波长，即为光纤的截止波长。
五、实验结果与分析1. 数值孔径测量结果：本实验测得光纤的数值孔径为0.22。
2. 截止波长测量结果：本实验测得光纤的截止波长为1550nm。
六、讨论1. 数值孔径是光纤的重要参数之一，它决定了光纤的色散和模场直径。
本实验测得光纤的数值孔径为0.22，符合普通单模光纤的数值孔径范围。
2. 截止波长是光纤的一个重要参数，它决定了光纤的传输带宽。
本实验测得光纤的截止波长为1550nm，说明该光纤适用于1550nm波段的光通信。
七、结论通过本次实验，我们成功测量了光纤的数值孔径和截止波长，掌握了光纤的光学特性实验方法。
实验结果表明，该光纤符合普通单模光纤的特性，可用于1550nm波段的光通信。
八、实验心得本次实验让我们对光纤的光学特性有了更深入的了解，也提高了我们的实验操作技能。
光纤参数的测试方法光纤的特性参数有多重,最为基本的有三种特性参数:光纤的几何特性参数、光纤的光学特性参数和光纤的传输特性参数。
1、几何特性参数的测量方法光纤的特性参数之几何特性参数主要包括对于光纤长度、光纤纤芯的不圆度、光纤包层的不圆度、光纤纤芯的直径、光纤包层的直径、光纤纤芯与光纤包层同心度误差等的研究。
通过折射近场法来直接测量在光纤横截面上产生的折射曲线的分布来对几何尺寸参数进行确定。
对于对光纤包层的确定并不难,难就难在对于纤芯的确定。
例如对于渐变型光纤的确定,因为光纤包层与光纤纤芯之间的过渡是具有连续性的,所以在光纤包层和光纤纤芯之间不存在明显的界限,所以如何去确定光纤纤芯和光纤包层之间的界限就存在着难点。
而针对这一难点,可以通过对于折射率分布情况的研究来确定。
在折射率分布曲线上确定给定值,通过给定值来界定光纤纤芯的边界,而折射率分布曲线上的给定值需要通过对光纤整个截断面的扫描来获取。
我们知道,受地球引力影响,光纤在生产过程中的整个横截断面并不能形成理想的圆对称,所以在扫描时应该根据不同情况进行区域分化扫描。
光纤包层的折射率是均匀的,所以在扫描光纤包层时幅度可以大一些。
而光纤纤芯的折射率存在很大的变化,所以对于光纤纤芯的扫描的幅度应该小一些。
折射近场法是测试光纤几何参数尺寸的基本测试方法。
2、光学特性参数的测量方法光纤的光学特性参数主要包括对于光纤模场直径、单模光纤(成缆)的截止波长、多模光纤的截止波长以及折射率的分布等的研究。
（1）光纤模场直径的测量方法在单模光纤中,对于光纤横截面内单模光纤的基膜与电场强度的分布,以及光功率存在于光纤横截面一定范围内的多少的衡量,就是模场直径所要研究的范围。
对于单模光纤的研究,不仅受到模场直径的定义影响,也受到模场直径的测量方法影响。
所以在测量单模光纤的模场直径时,根据不同测量方法的优缺点去选择合适的测量方法显得尤为重要。
主要的测量方法有横向偏移法和传输场法。
一、实验目的本次实验旨在通过对光纤特性的研究，了解光纤的基本原理、结构以及传输特性，为后续的光纤通信技术学习和应用奠定基础。
实验内容主要包括光纤的折射率、损耗、色散等特性的测量和分析。
二、实验原理光纤是一种利用光的全反射原理进行光信号传输的介质。
根据传输模式的不同，光纤可分为单模光纤和多模光纤。
单模光纤只能传输一个光波，具有低损耗、低色散等优点，适用于长距离通信；多模光纤可以传输多个光波，具有低成本、易于制造等优点，适用于短距离通信。
三、实验仪器与材料1. 光纤实验箱2. 光纤光源3. 光功率计4. 光纤耦合器5. 光纤跳线6. 光纤衰减器7. 光纤连接器8. 示波器9. 计算机及数据采集软件四、实验步骤1. 光纤连接与测试（1）将光纤光源、光纤跳线、光纤耦合器、光功率计等设备按照实验要求连接好。
（2）打开实验箱，确保光纤连接正确无误。
（3）调整光源功率，使光功率在合适范围内。
2. 光纤损耗测量（1）将光功率计设置为“功率模式”。
（2）将光纤跳线连接到光功率计的输入端，记录光功率计显示的功率值P1。
（3）将光纤跳线的一端连接到光纤光源的输出端，另一端连接到光功率计的输入端，记录光功率计显示的功率值P2。
（4）计算光纤损耗：L = 10lg(P1/P2)。
3. 光纤色散测量（1）将示波器设置为“频谱分析模式”。
（2）将光纤跳线连接到示波器的输入端，记录示波器显示的频谱图。
（3）根据频谱图，分析光纤的色散特性。
4. 光纤折射率测量（1）将光纤光源、光纤跳线、光纤耦合器、光功率计等设备按照实验要求连接好。
（2）调整光源功率，使光功率在合适范围内。
（3）将光纤跳线的一端连接到光纤光源的输出端，另一端连接到光功率计的输入端，记录光功率计显示的功率值P1。
（4）将光纤跳线的一端连接到光纤耦合器的输入端，另一端连接到光功率计的输入端，记录光功率计显示的功率值P2。
（5）根据光纤损耗公式，计算光纤的折射率：n = sqrt(P1/P2)。
实验报告课程名称： 光通信技术实验 指导老师： 成绩：__________________ 实验名称：光纤基本特性测试（一）实验类型： 基础型 同组学生姓名： 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得实验1-2 光纤数值孔径性质和测量一、实验目的和要求1、熟悉光纤数值孔径的定义和物理意义2、掌握测量光纤数值孔径的基本方法二、实验内容和原理光纤数值孔径（NA ）是光纤能接收光辐射角度范围的参数，同时它也是表征光纤和光源、光检测器及其它光纤耦合时的耦合效率的重要参数。
图一表示阶梯多模光纤可接收的光锥范围。
因此光纤数值孔径就代表光纤能传输光能的大小，光纤的NA 大，传输能量本领大。
NA 的定义式是：式中n0 为光纤周围介质的折射率，θ为最大接受角。
n1和n2分别为光纤纤芯和包层的折射率。
光纤在均匀光场下，其远场功率角分布与理论数值孔径NAm 有如下关系：其中θ是远场辐射角，Ka 是比例因子，由下式给出：专业：姓名：学号： 日期： 地点：装订线式中P(0)与P(θ)分别为θ= 0和θ=θ处远场辐射功率，g 为光纤折射率分布参数。
计算结果表明，若取P(θ) / P(0) = 5%，在g≥2时Ka的值大于0.975。
因此可将P(θ)曲线上光功率下降到θ的正弦值定义为光纤的数值孔径，称之为有效数值孔径：中心值的5%处所对应的角度e本实验正是根据上述原理和光路可逆原理来进行的。
三、主要仪器设备He-Ne 激光器、读数旋转台、塑料光纤、光纤微调架、毫米尺、白屏、短波长光功率计一套（功率显示仪1件、短波光探测器1只）。
四、实验步骤方法一：光斑法测量（如图２）1、实验系统调整；a．调整He-Ne激光管，使激光束平行于实验平台面；b．调整旋转台，使He-Ne激光束通过旋转轴线；c．放置待测光纤在光纤微调架上，使光纤一端与激光束耦合，另一端与短波光探测器正确连接；d．仔细调节光纤微调架，使光纤端面准确位于旋转台的旋转轴心线上，并辅助调节旋转台使光纤的输出功率最大。
一、实验目的1. 了解光纤的基本结构和组成，掌握光纤的基本特性。
2. 研究光纤的传输特性，包括损耗、色散和带宽等。
3. 掌握光纤连接与测试方法，提高实验操作技能。
二、实验原理光纤是一种利用光的全反射原理进行光信号传输的介质。
它主要由纤芯、包层和护套组成。
光纤的传输特性主要取决于纤芯和包层的折射率分布。
三、实验仪器与材料1. 光纤测试仪2. 光纤连接器3. 光纤跳线4. 光源5. 光功率计6. 光纤测试软件四、实验步骤1. 光纤连接与测试（1）将光纤连接器连接到光纤跳线两端。
（2）将光纤跳线的一端连接到光源，另一端连接到光纤测试仪。
（3）使用光纤测试仪测试光纤的损耗、色散和带宽等参数。
2. 光纤损耗测试（1）调整光源输出功率，记录光纤测试仪显示的光功率。
（2）将光纤跳线插入测试仪，再次记录光功率。
（3）计算光纤损耗：损耗 = (P1 - P2) / P1，其中P1为光源输出功率，P2为光纤输出功率。
3. 光纤色散测试（1）使用不同波长的光源，如850nm和1310nm，进行测试。
（2）记录光纤测试仪显示的光功率。
（3）计算光纤色散：色散= (ΔP1 - ΔP2) / Δλ，其中ΔP1和ΔP2分别为不同波长下的光纤损耗，Δλ为波长差。
4. 光纤带宽测试（1）使用不同频率的信号源，如10GHz和20GHz，进行测试。
（2）记录光纤测试仪显示的光功率。
（3）计算光纤带宽：带宽 = (P2 - P1) / P1，其中P1为低频信号下的光纤损耗，P2为高频信号下的光纤损耗。
五、实验结果与分析1. 光纤损耗测试结果显示，实验所用光纤的损耗在1.5dB/km左右。
2. 光纤色散测试结果显示，实验所用光纤的色散在0.1ps/nm·km左右。
3. 光纤带宽测试结果显示，实验所用光纤的带宽在20GHz左右。
六、实验结论1. 通过实验，我们了解了光纤的基本结构和组成，掌握了光纤的基本特性。
2. 光纤的损耗、色散和带宽等参数对光纤传输性能具有重要影响。
光纤的测试实验报告
《光纤的测试实验报告》
光纤是一种用于传输光信号的先进技术，其在通信、医疗、工业控制等领域都
有着广泛的应用。
为了确保光纤传输的稳定性和可靠性，我们进行了一系列的
测试实验，并将结果进行了报告。
首先，我们对光纤的损耗进行了测试。
通过在不同长度的光纤上发送光信号，
并测量接收端的光功率，我们得出了光纤在不同长度下的损耗曲线。
实验结果
表明，光纤的损耗随着长度的增加而增加，但在一定范围内保持在可接受的范
围内。
其次，我们对光纤的带宽进行了测试。
通过发送不同频率的光信号，并测量接
收端的带宽，我们得出了光纤在不同频率下的传输性能。
实验结果表明，光纤
的带宽在高频率下会有所减小，但在常规通信频率范围内能够满足需求。
此外，我们还对光纤的折射率进行了测试。
通过测量光纤中不同位置的折射率，并进行数据分析，我们得出了光纤的折射率分布规律。
实验结果表明，光纤的
折射率在不同位置有所差异，但整体上符合设计要求。
最后，我们对光纤的耐压性进行了测试。
通过在光纤上施加不同程度的压力，
并测量光纤的传输性能，我们得出了光纤在不同压力下的稳定性。
实验结果表明，光纤能够在一定范围内承受压力，并且不会对传输性能产生明显影响。
综合以上实验结果，我们得出了光纤的测试实验报告，证明了光纤在传输性能、稳定性和可靠性方面都具有良好的表现。
这些实验结果为光纤的应用提供了有
力的支持，也为光纤技术的进一步发展提供了重要参考。
实验一 光纤几何参数测试一、实验目的：1、2、 3、二、实验内容：1、 测量裸光纤芯径、包层直径、芯不圆度、包层不圆度、芯包不同心度几何参数。
2、 测量光纤涂层的涂层外径、涂层厚度、涂层不圆度、芯涂不同心度几何参数。
三、测试原理：利用LED 作为仪器的注入及照明光源，数值孔径为0.3，放大倍数为20倍的物镜将光注入光纤，精密的五维条件架使光的注入和端面的成像聚焦达到最佳。
20倍物镜将光纤端面成像到高分辨率，高灵敏度的CCD 摄像头的光敏面上，通过A/D 转换和图像采集系统，经计算机处理，得到光纤的各个几何参数。
光纤几何参数测试仪的原理框图光纤芯径和包层直径采用圆公式进行拟合计算：∑⎥⎦⎤⎢⎣⎡--++=22202021)()(c i i c R Y Y X X S 式中：Sc 为标准偏差；X i 和Y i 为光信号在某一数值的象素点的坐标值。
（对多模光纤的芯径计算，X i 、Y i 为峰值×5%的象素点的坐标值）。
X 0、Y 0 为光纤或包层的重心坐标（即纤芯圆心或包层圆心的坐标值），R c 即为拟合圆的半径。
光纤纤芯直径或包层直径即为：2R c 光纤芯/包不圆度即为芯与包层之间的距离。
2对于芯和包层的不圆度，采用椭圆公式拟合：∑⎥⎦⎤⎢⎣⎡--++-+=22022021s i n c o s ()s i n c o s (B Y X Y A X Y X S i i i i c θθθθ 式中：A 、B 为椭圆的长短轴值不圆度即为%10022⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡-R B A 四、实验步骤：1、 打开光纤几何参数测试仪主机，计算机电源，预热40分钟。
2、 将光纤几何参数测试仪前面板上的单、多模开关置于相应位置。
3、 启动计算机后，显示屏上显示：Microsoft Windows 98 Startup Menu 选择6：Command Prompt Only 进入光纤几何参数测试系统主菜单。
光纤的测试实验报告光纤的测试实验报告一、引言光纤作为一种重要的信息传输媒介，广泛应用于通信、医疗、工业等领域。
为了确保光纤传输的可靠性和性能，对光纤进行测试是必不可少的。
本实验报告旨在介绍光纤测试的方法和结果，以及对测试结果的分析和讨论。
二、实验目的本次实验的主要目的是测试光纤的传输损耗、带宽和衰减等性能指标，以评估光纤的质量和性能。
三、实验装置和方法1. 实验装置：本次实验使用的实验装置包括光纤测试仪、光源、光功率计、光纤连接器等。
2. 实验方法：（1）传输损耗测试：将光源与光纤连接，通过光功率计测量光纤的输入功率和输出功率，计算传输损耗。
（2）带宽测试：采用频域反射法（FDR）进行带宽测试，通过测量光纤的频率响应曲线，计算带宽。
（3）衰减测试：使用光源和光功率计，测量光纤在不同长度下的输出功率，计算衰减值。
四、实验结果与分析1. 传输损耗测试结果：经过多次测试，得到光纤的传输损耗为0.5 dB/km。
传输损耗越低，表示光纤的质量越好，传输距离越远。
2. 带宽测试结果：通过频域反射法测试，得到光纤的带宽为10 Gbps。
带宽越高，表示光纤的传输速率越快，能够支持更高的数据传输需求。
3. 衰减测试结果：在不同长度下进行衰减测试，得到光纤的衰减值为0.2 dB/km。
衰减值越低，表示光纤的信号损耗越小，传输距离越远。
五、实验讨论通过对实验结果的分析，可以得出以下结论：1. 本次测试的光纤传输损耗较低，说明光纤的质量较好，适合用于长距离传输。
2. 光纤的带宽达到了10 Gbps，能够满足目前大部分数据传输需求。
3. 光纤的衰减值较小，表明光纤的信号传输效果良好，适用于高质量的数据传输。
六、实验总结本次实验通过对光纤的传输损耗、带宽和衰减等性能指标进行测试，得到了相应的结果。
通过对实验结果的分析和讨论，可以评估光纤的质量和性能，为光纤的应用提供参考依据。
光纤作为一种重要的信息传输媒介，在现代社会中扮演着重要的角色，对其进行测试和评估具有重要意义。
实验一光纤的几何特性测试实验姓名：学号：一、实验的目的和意义1、了解光纤的基本结构2、学习光纤的处理方法，包括光纤的剥线、端面切割和清洗等等方法3、利用显微镜并结合探测器放大分别观察单模和多模光纤端面结构4、学会Matlab处理实验数据5、掌握光学实验注意事项和实验室安全隐患及事故处理方法光纤的应用越来越广泛，了解光纤的机构、性能具有十分重要的意义。
光学主要有纤芯和包层组成，纤芯由高度透明的介质组成，包层是折射率低于纤芯折射率的介质，并经过严格的工艺制成光纤，光纤还要由多层保护层保护，起着增强机械性能、保护光纤的作用。
光纤的结构特性影响光纤的特性，并决定着光纤的用途，低损耗、高效率一直都是光纤的发展目标，光纤的各种特性参数（保护几何参数、传光特性、加载特性、微弯特性等）的测量时光纤应用的重要依据，同时也促进各种测量技术的发展。
[1]光纤按折射率分布可以分为阶跃型光纤和渐变型光纤，按模式可以分为单模光纤和多模光纤。
光纤的损耗因素众多，包括传输损耗、连接损耗、弯曲损耗、色散吸收损耗等等，光纤损耗可以用光时域反射技术等测量。
[2]本实验希望通过观测光纤的结构参数来测试光纤的性能，并更好的理解光纤的特性，观察光纤结构分析其带来的损耗影响。
因为光纤较脆弱，所以日常使用的光纤有多层保护，所以首先要获取只有包层和纤芯的裸纤，然后采用显微镜结合电子探测器探测放大得到光纤的端面图像，从而分析其性能等。
[3]二、实验的系统结构和实验步骤1、实验的系统结构实验主要包括制作裸纤端面样本和观察端面结构两个部分，需借助剥线器得到裸纤，并进行端面处理，将得到的样本放在显微镜—探测器放大系统下观察，并利用计算机获取处理数据。
实验系统的基本结构图如下：2、实验仪器光纤、剥线钳、剪刀、棉球、酒精、光纤切割机、基片、双面胶、显微镜、探测器、电脑3、实验步骤(1)制作光纤端面样品日常使用的光纤都经过多层保护处理，而我们实验所需的是由纤芯和包层组成的裸纤，并且由于光纤由折射率不同的纤芯包层组成、对缺损很敏感以及连接损耗等原因，必须使用专用的光纤切割机处理端面，这样才能更好的观察或熔接等加工处理。
①处理光纤首先用专用剥线钳的粗口剥去最外层的保护壳，然后用剪刀剪断保护介质，再用剥线钳的小口剥去靠近纤芯的保护壳，光纤的表面还有一次涂覆层，起保护和防止光溢出的作用，应轻轻用剥线器刮去，再用剥线钳最小的小口除去涂覆层，由于裸纤叫脆弱容易折断，所以操作应小心。
然后再用棉球沾少量酒将光纤擦拭干净。
②处理光纤端面将光纤放入光纤切割机凹槽并加住，手扶着左下角，将中间按钮推进去，然后按下上端盖子，得到良好端面的光纤。
③制作光纤端面样本在基片（玻璃、木头等）一侧黏上双面胶，将光纤端口朝上垂直粘在在基片一侧，选择合适的长度，得到光纤端面样本。
(2)观察端面结构①将处理好的光纤，粘到方形铝块的边缘，使纤芯露出一小块，一端对准光源，另一端的纤芯通过调整显微镜进行观察；②调整时，先使用低倍镜。
通过调节显微镜上的粗调旋钮，使显微镜头的中心位置对准光纤端面，此时电脑上出现模糊的影像，然后调节显微镜上的微调旋钮，使影像变得清晰。
③换用高倍镜，重复以上步骤直到出现清晰的光纤端面图像。
此时观察到的光纤纤芯的图像是明亮的圆形光斑，而包层的像是它周围较暗的圆形阴影。
（3）实验中，先使用多模光纤进行实验；然后换单模光纤，实验步骤相同。
三、实验数据的分析和处理1、实验结果（a）单模光纤的实验结果图（b）多模光纤的实验结果图2、图像分析从图像可以看出，单模光纤的纤芯较细而多模光纤的纤芯较粗，可以发现一般情况下单模光纤的纤芯较多模光纤的纤芯细很多，单模光纤要求只有一个模式可以传播，所以纤芯尺寸较小。
在实验过程中发现适当调整显微镜光源的亮度可以观察到更明显的图像，比如单模光纤的图像如下，可以方便后期图像的处理包层外围的黑色不均匀区域可能是由于处理光纤涂覆层没有处理干净，可能还有残留的涂覆层未除去或未擦拭干净。
同时通过图像可以发现单模光纤和多模光纤的光并没有完全束缚在包层中，还是有部分的光渗透到了包层里，可能是由于渐逝波导致的，也可能是因为光纤没有保护好，或者端面没有特别均匀。
3、数据处理光纤的几何参数是指那些仅与光纤横截面的物理结构相关的参数，与长度及传输状态无关。
这次实验中用的是多模光纤，多模光纤的几何参数包括纤芯直径，包层直径，芯不圆度，包层不圆度，纤芯同心度，包层同心度。
图4 多模光纤几何参数的定义对多模光纤几何参数的定义如上图所示，其中纤芯、包层区域的最大直径定义为纤芯直径和包层直径，分别用d和D表示，通常纤芯和包层都不是理想的圆，二者也不同芯。
因而有： 纤芯直径：max min 2d d d += 包层直径：max min 2D D D += 纤芯不圆度：max min d d dε-= 包层不圆度：max min D D Dε-= 同心度：X C d=，X 为纤芯中芯到包层中芯的距离 将实验所得到的图形用Matlab 处理，依次灰度化，滤波去噪，二值化，并用最小二乘法进行椭圆拟合，改变二值化的阈值设置，可以分别提取出光纤纤芯和包层的轮廓，然后再进行椭圆拟合。
由于包层亮度较低，纤芯亮度较高，所以首先设置较低的阈值，检测到包层的轮廓并拟合，再设置较高的阈值检测纤芯。
得到纤芯和包层的拟合图像分别如下（c ）单模光纤的纤芯和包层拟合图（c ）多模光纤的纤芯和包层拟合图纤包层直径为125μm ，则可计算出纤芯的实际直径为2647.81251=⨯=m Dd d μ。
理论的单模光纤纤芯越为9μm 左右，则相对误差为 %17.8%10092647.8-9=⨯，因为单模光纤芯径很小，我们测量的光斑存在很大的误差，其实对比单模光纤以及多模光纤光斑我们很容易发现单模光纤纤芯的椭圆度较大，猜测是因为单模光纤的纤芯芯径更小，因此衍射效应更强，这使得光斑形变大一些。
影响了实际尺寸的识别。
经计算得出：多模光纤的包层直径D=960.3 ；纤芯直径d=459.8 。
已知实际多模光纤包层直径为125μm ，则可计算出纤芯的实际直径为85.581252=⨯=m Dd d μ。
实际的多模光纤纤芯越为62.5μm 左右，则相对误差为 %24.4%1005.6285.59-5.62=⨯。
多模光纤的色散效应要弱一些。
但同样也可能是制造误差，光纤不平整等影响了实际尺寸的识别。
计算同种光纤由于几何形状引起的最不利耦合效率，不考虑其他因数引起的衰减，只考虑由于偏心率、椭圆率这些光纤几何参数引起的损耗。
单模光纤耦合时，横截面光强分布可认为是高斯分布。
计算面积乘以光强之比得耦合效率为33.68%。
多模光纤横截面光强可认为是均匀分布。
通过计算最差交叠面积可得耦合效率为65.76%。
四、实验误差讨论（1）图像纤芯和包层的亮度不能很好地区分，图像边缘不清晰，导致图像识别时很困难，直接影响到椭圆拟合的结果。
我认为这是本次实验最大的误差来源。
但可以通过调整显微镜光源的亮度得出明暗比较明显的图像。
（2）设置二值化阈值时，背景中杂散的点很难去掉，会对拟合结果带来误差。
可以通过对滤波函数进行优化得到解决。
（3） 单模光纤的误差比多模光纤大，因为单模光纤纤芯直径更小，色散严重，影响了实际尺寸的识别。
（4）得到的光纤没有擦拭干净，使得获取图像不清晰。
（5）切割光纤端面没有切整齐，使得光纤不平整，造成测量误差（6）在显微镜下观察时，由于光纤不是竖直，导致端面各处无法同时聚焦。
（7）另外杂散光可能会影响图像。
由于我们做实验是在晚上，需要开灯，灯光对形成的图像可能造成影响参考文献：[1] 张庆安. 光纤标准与光纤类型选择[J]. 电信工程技术与标准化. 2008(03)[2] 光纤的基础知识[J]. 传感器世界. 2004(11)[3] 高明娟.光纤特性测试及数据采集与处理[D].南京：南京航空航天大学,2006附程序：包层椭圆拟合程序：clcclose allclear allA=imread('D:\搜狗高速下载\光电子文件\1.bmp');B=rgb2gray(A);B1=medfilt2(B,[6 6]);N=3000;C1=im2bw(B1,48/255);D1=edge(C1);[X1,Y1]=find(D1);[Elx1,Ely1,v]=FitEllip(X1,Y1,N);v(1)v(2)v(3)v(4)imshow(A);hold onplot(Ely1,Elx1,'r');纤芯的椭圆拟合程序和包层差不多，如下所示：clcclose allclear allA=imread('D:\搜狗高速下载\光电子文件\1.bmp');B=rgb2gray(A);B1=medfilt2(B,[6 6]);N=3000;C2=im2bw(B1,115/255);D2=edge(C2);[X2,Y2]=find(D2);[Elx,Ely,v]=FitEllip(X2,Y2,N);v(1)v(2)v(3)v(4)imshow(A);hold onplot(Ely,Elx,'r');其中Fitellipse(X1,Y1)为椭圆拟合函数，在主程序中可直接调用。
