Specklegramas de fibra óptica analizados mediante procesamiento digital de imágenes

Abstract

Los sensores basados en el análisis de la distribución de intensidades del patrón de interferencia modal a la salida de una fibra óptica son conocidos como sensores ópticos basados en specklegramas de fibra óptica (Fiber Specklegram Sensors, FSSs). En este trabajo se muestran los specklegramas, simulados numéricamente mediante el método de los elementos finitos, de una fibra óptica Thorlabs 1550BHP perturbada mecánicamente, y se hace uso de la información global o de regiones del specklegrama mediante el procesamiento digital de imágenes a través de un análisis de correlación. Los resultados muestran como la correlación entre imágenes se puede usar como valor de cuantificación para la medición de fuerzas, y cómo la división del patrón por zonas de interés puede mejorar las características metrológicas del sensor.

Fiber Specklegram Sensors (FSSs) are sensors based on the analysis of specklegrams, i.e., the intensity distribution of the modal interference pattern at the output of an optical fiber. By using a finite element method, this work shows numerically simulated specklegrams of an optical fiber Thorlabs 1550BHP under a mechanical perturbation. We employ digital image correlation to analyze the behavior of these specklegrams with different applied forces. The image correlation analysis is applied over the whole specklegram or over selected regions. The results show that the correlation between images is a suitable quantifier of the applied force. We also show that the analysis of selected regions improves the metrological parameters of these sensors.