锥型光纤作为一种特殊的光纤,普遍应用在医学、近场光学显微镜以及光孤子通信等领域。而对于锥型光纤半径的准确测量,是研究锥型光纤特性以及提高其生产质量的前提和保证。本文在国内外光纤半径测量技术研究的基础上,重点研究基于光散射原理的光强极值法,并对其测量方案进行改进,以提高测量的速度和精确度。该方案将测量过程分为半径数据库建立、图像处理和数据匹配三大部分进行研究。(1)根据散射原理公式建立相应数据库：从基本的波动方程出发,分析了高斯光束透过均匀透明的锥型光纤介质后透射、衍射光的复杂叠加过程,并引入相关函数对散射公式进行近似求解。然后,通过原理公式,在给定的半径取值范围内,获取每一半径值所对应的散射光强值与散射角关系图谱,并从图谱中提取每一个光纤半径的一套散射角数据,建立数据库。(2)搭建实验平台获取散射图像并进行相关图像处理：本文实验中所使用的光纤采用了中国航空自动控制第618研究所的单模锥型光纤,对其锥区半径进行了测量实验。测量系统包括：激光光源整形系统、柱面透镜望远系统以及图像采集系统。其中,对于激光光源束腰半径的透镜变换过程、柱面透镜望远系统的参数选择等方面进行了详细的计算分析。之后,由工业相机拍摄得到散射条纹图像,对图像进行了以下方案的预处理：先转换图像格式,再截取图像,分别采用直方图均衡化、均值滤波、低通滤波和中值滤波四种平滑滤波方法处理后,通过比较,选择了先直方图均衡化,再使用中值滤波进行图像处理。将处理过的散射图像中的单列光强极值图像用平滑滤波算法进行平滑整形,并从中提取明暗条纹光强极值所对应的散射角数据。(3)设计了数据匹配的方案,该方案的主要依据是最小二乘理论。将图像处理中获得的光强极值散射角数据与自建数据库的相应散射角数据进行最优匹配,获取锥区半径值,并输出测量结果。经过实验测试,锥型光纤半径测量系统可以准确、快速的测量锥型光纤的锥区半径,并对实际测量精度及性能差异作了评估研究,提出了进一步提高系统测量性能的改进方向,发现了算法上的不足之处,提出了改进的措施。