一种光纤自动定位与放置装置与方法与流程

文档序号:14686247发布日期:2018-06-15 00:07阅读:来源:国知局
技术特征:

1.一种光纤自动定位与放置装置,包括PC机、多轴精密驱动板、四维电动调整台、光纤旋转器、保偏光纤、铌酸锂基片、光源、显微摄像头、显微物镜、镜筒、CCD相机、一维电动位移台、CMOS相机;

保偏光纤固定在光纤旋转器上,光源照射剥除涂覆层的保偏光纤,保偏光纤与显微物镜同轴,铌酸锂基片固定在四维电动调整台上,保偏光纤位于铌酸锂基片内;

CCD相机通过镜筒与显微物镜相连,显微摄像头连接CMOS相机,显微摄像头位于保偏光纤上方,CCD相机、CMOS相机连接PC机,镜筒固定在一维电动位移台上,多轴精密驱动板控制一维电动位移台沿镜筒轴向移动;

多轴精密驱动电路板与PC机连接,多轴精密驱动电路板接受PC机发送的指令,分别驱动四维电动调整台、一维电动位移台、光纤旋转器,实现保偏光纤的自动放置、自动对焦与自动定轴。

2.根据权利要求1所述的一种光纤自动定位与放置装置,所述的PC机内开发基于MFC对话框的保偏光纤全自动定轴装置人机交互界面,由鼠标点击相应的按钮实现相应的功能。

3.根据权利要求1所述的一种光纤自动定位与放置装置,所述的光源以45°斜向前照射剥除涂覆层的保偏光纤。

4.一种光纤自动定位与放置方法,包括以下几个步骤:

步骤一:光纤放入凹槽前

铌酸锂基片放置在四维电动调整台上,光纤由光纤旋转器夹持,放置在四维电动调整台左侧,高度与铌酸锂基片齐平,光纤不在铌酸锂基片凹槽中,且与铌酸锂基片凹槽边线不平行,将光纤放置到铌酸锂基片凹槽中,具体包括:

1)打开显微摄像头、CMOS相机,将铌酸锂基片与光纤图像调整在视场中间;

2)采集光纤与铌酸锂基片相对位置与姿态图像进行采集,上传至PC机;

3)对铌酸锂基片与光纤的位置姿态信息进行图像处理,具体包括:

A、进行图像预处理,对采集到的图像进行高斯滤波;

B、高斯滤波后用canny边缘检测对图像进行边缘检测,找出光纤与铌酸锂基片的两条凹槽线;

C、用最小二乘法对光纤与铌酸锂基片的两条凹槽线进行直线拟合,并计算光纤与铌酸锂基片凹槽线夹角的角度;

D、根据检测结果实时控制命令驱动四维调整台,实时调整铌酸锂基片X方向的偏摆,当光纤与铌酸锂基片凹槽线夹角角度小于设定阈值时,停止调整;

E、判断光纤是否在凹槽中间,若在,则整个调整过程结束;若不在,驱动四维调整台实现铌酸锂基片Y方向的平移;

F、重复步骤C至步骤F,直至光纤在铌酸锂基片凹槽中间且与之边线夹角小于设定阈值;

步骤二:光纤放入凹槽后

光纤成功放置在铌酸锂基片凹槽后,在四维调整台右侧放置由显微物镜、镜筒、CCD相机,调整显微物镜高度与铌酸锂基片以及光纤端面齐平,调整一维电动位移台将光纤端面调整在焦平面,光源产生非相干平行光,在光纤上侧照射光纤,光耦合进光纤,通过显微物镜以及CCD相机采集图像,上传图像至PC机显示与处理,具体包括:

(1)首先是打开微显微物镜、镜筒以及CCD相机,将光纤端面图像调整在视场中间;

(2)通过CCD相机对光纤端面图像进行采集,上传至PC机;

(3)对光纤端面信息进行图像处理,具体包括:

A、进行图像预处理,对采集到的图像进行高斯滤波;

B、高斯滤波自后用canny边缘检测对图像进行边缘检测,找出光纤端面轮廓曲线;

C、用最小二乘和迭代的方法对光纤端面轮廓进行椭圆拟合,计算光纤端面轮廓曲线的椭圆度;

D、如果光纤端面轮廓曲线的椭圆度小于设定阈值△,则调整完成,反之根据检测结果发送实时控制命令驱动四维调整台,实时调整铌酸锂基片Y方向的偏摆,直到光纤端面轮廓曲线的椭圆度小于设定阈值△,停止调整,完成光纤自动放置。

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