提出一种保偏光纤环和Y 波导调制器直接耦合偏振轴测量方法。设计并搭建了偏振轴在线检测系统，通过将检测光路插入到直接耦合工艺过程中，使空间中平行的Y 波导和光纤组件端面同时清晰成像于CCD 像面；通过图像处理判断两端面边缘相互平行关系获取两者偏振轴的角度偏差。实验结果表明，搭建的系统用于Y 波导和保偏光纤偏振轴对准时，系统实测值与理论值能较好地吻合，且系统测量精度在1°之内，对应于偏振轴角度误差产生的尾纤输出串音优于-35 dB，证明了方法的可行性。

保偏光纤偏振轴的检测和对准是保偏光纤应用中的关键技术.为提高基于端面成像的偏振轴检测方法的检测精度, 以熊猫型保偏光纤为研究对象, 采用基于曲面拟合的亚像素边缘检测算法和椭圆拟合算法提高检测的准确度, 采用多次测量取平均法提高检测的精确度;利用检测结果的正态分布特性, 提出一种基于概率的偏振轴定轴方法.搭建了保偏光纤自动定轴系统并进行实验, 准确性验证实验结果表明：亚像素边缘检测方法平均可以减小45%的偏差, 而拟合椭圆相较拟合圆平均可以减小15%的偏差;精确性验证实验表明采用多次测量取平均的方法可以有效减少检测结果的离散程度;定轴实验的结果表明, 基于概率的偏振轴定轴方法可以达到优于0.1°的定轴准确度.

针对 PCF熔接系统对显微物镜的长工作距离、高放大倍率和高分辨力的需要，本文设计了一组用于光子晶体光纤端面成像的特殊物镜，并通过 ZEMAX仿真优化。该物镜具有 40×高放大倍率、 5 mm长工作距离、1 μm的高分辨力、 500 μm×500 μm较大视场等特点。通过实验验证该物镜达到了设计要求。