La fibre optique, en tant que support de base des communications modernes à haut débit et à haute capacité, est la clé de l’interconnexion du monde. Avec le développement rapide de l'industrie des communications au cours des dernières décennies, les fibres optiques monomodes ordinaires ne peuvent plus répondre aux besoins particuliers de diverses applications industrielles. C'est pourquoi une série de fibres optiques dotées de structures internes complexes, telles que les fibres à maintien de polarisation, les fibres multi- les fibres centrales et les fibres à cristaux photoniques, ainsi que d'autres fibres optiques spécialisées apparues dans les domaines civils et militaires, sont indispensables.

La variété de ces fibres spécialisées et leurs structures internes complexes ont limité dans une certaine mesure leur suivi de fabrication, leur épissage de fibres et leur traitement micro-nano. Les méthodes existantes telles que l'inspection en vue d'extrémité, l'holographie numérique, la tomographie optique, l'observation de polarisation par traçage d'effet de lentille et l'imagerie par diffusion gaussienne présentent des problèmes spécifiques qui ne répondent pas aux besoins actuels.

Dans un nouvel article publié dans Light :Advanced Manufacturing , une équipe de scientifiques dirigée par le professeur Fei Xu du Collège d'ingénierie et des sciences appliquées et du Centre d'innovation collaborative des microstructures avancées de l'Université de Nanjing, en Chine, et ses collègues ont développé une méthode pour utiliser le faisceau de Bessel (une lumière structurée) comme source d'éclairage. source de lumière d'éclairage et transmettre depuis le côté d'une fibre à sept cœurs pour effectuer une imagerie (illustré sur la figure 1).

Les avantages de l'éclairage par faisceau de Bessel par rapport aux méthodes traditionnelles sont vérifiés par la méthode de corrélation numérique et, en même temps, combinée à la méthode d'apprentissage en profondeur, une mesure de haute précision de la structure interne de la fibre optique à sept cœurs est réalisée. /P>

Des études de simulation montrent que la propriété d'auto-guérison du faisceau Bessel, en tant que lumière structurée sans diffraction, fournit une longue profondeur de focalisation dans le milieu de diffusion, ce qui entraîne moins de diffusion, des motifs de noyau de fibre plus nets et un contraste d'image plus élevé dans le faisceau Bessel. imagerie d'éclairage basée sur l'éclairage. De plus, les faisceaux Bessel fournissent un effet unique lors de la transmission d'un objet hors axe avec un milieu transparent interne avec un indice de réfraction variable (comme le montre la figure 2), qui produit deux trajets réfractifs avec des courbures de courbure différentes.

Sur la base des deux caractéristiques ci-dessus, par rapport à l'éclairage par faisceau gaussien, les images issues de l'éclairage par faisceau de Bessel pourraient voir davantage de noyaux de fibres lors de l'imagerie de fibres spécialisées avec différents angles de rotation (illustré sur la figure 3). Comme vérifié par la méthode de corrélation numérique, le changement d'image basé sur le faisceau Bessel est beaucoup plus rapide que celui du faisceau gaussien et la précision de mesure est plus élevée.

Dans cet article, la précision des mesures a été encore améliorée grâce à l’apprentissage profond. Le modèle d'apprentissage profond traite l'image capturée et génère directement l'angle de rotation de la fibre prédit. En outre, les chercheurs ont également collecté des images de fibres différentes de celles de la fibre utilisée pour établir la base de données de formation et les ont entrées dans le modèle d'apprentissage profond formé, dont les résultats de prédiction ont également atteint une bonne précision et exactitude, indiquant que la méthode d'apprentissage profond a une forte capacité de généralisation et une bonne robustesse dans les applications pratiques.

Les résultats montrent que l'approche basée sur les faisceaux de Bessel présente un grand potentiel pour développer des applications pour des mesures précises et non destructives des distributions de cœur dans les fibres multicœurs et les fibres à cristaux photoniques.

Plus d'informations : Liuwei Zhan et al, Mesure latérale basée sur Bessel-beam de la distribution interne du noyau de la fibre à sept cœurs, Light :Advanced Manufacturing (2023). DOI :10.37188/lam.2024.002

Fourni par l'Académie chinoise des sciences