一种光分路器耦合对准面平行的调整方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光导通讯技术领域，具体地讲，涉及的是一种光分路器耦合对准面平行的调整方法，主要用于快速判断光分路器親合对准时PLC(Planar Lightwave CircuitSplitter，平面光波导分路器)芯片8度通光面和FA (Fiber Array，光纤阵列)8度通光面的平行状况，然后根据判断结果快速调整FA位置从而使PLC芯片的8度通光面和FA的8度通光面平行，最终保证耦合插损。
【背景技术】
[0002]近年来，随着IP业务的快速增长，对网络带宽需求越来越高，传统模拟电通信技术已经无法满足人们的需求。随之而来的光通信网络成为全球的通信网络发展的热点。要发展光网络，首先要建立覆盖范围广的光无源分配网。要建设光无源分配网，必须使用大量的光分路器。由于对光分路器的需求持续增长，中国已经成为全球最大的光分路器生产地。
[0003]对于分路器生产，现在基本上是采用手动调节6维调节架调节PLC芯片及FA的相对位置，然后通过观察屏幕上的PLC芯片及FA的成像判断是否平行，然后再做相应调节。最后，再通过调节架进行微调对准波导及FA的纤芯，其中FA和PLC芯片位置是通过后CO)(Charge-coupled Device，电荷親合元件)和上CO)成像至显示屏上，如图1所示。
[0004]整个过程中，如果开始不能有效将PLC芯片及FA的8度面调节平行，最终将无法将耦合损耗调整至规格要求内。如图2所示，需要手动调节两个8度通光面(101面和102面)平行。要保证101面和102面平行，则须使横竖两个方向的角度都要平行，如图3所示为竖方向平行，如图4所示为横方向平行。如果未能将两个面调节平行，将会出现如图5所示的错位不平、图6所示的竖方向不平、图7所示的横方向不平等状况。
[0005]在实际操作中，由于FA研磨过程难以避免崩边和小幅度塌边，从而在监控器上显示为阴影，非常难以用肉眼判断PLC芯片的8度面和FA的8度面是否平行。同时，由于PLC芯片宽度和FA宽度不一致，后CXD观察时PLC芯片边缘(Lu线)和FA边缘(Ld线)没有在同一个焦面上，所以后CXD无法清晰同时观察到PLC芯片和FA边沿，具体如图8所示。
[0006]对于光分路器親合对准时，如果要求親合损耗小于0.1dB的话，最小角度误差可以表示为:
Μ?η(θ) 二 (d / I) * (180 / π)......(I)
其中，d表示耦合间距，I表示截面长度。对于输入端单纤FA，宽度即截面长度I 一般为2.5mm，親合间距d —般为5um，故将值代入上式计算可得-.Min (Θ0.1° ;对于输出端，现在最宽芯片大约为9_，其最小角度误差#i/? ^ 0.03°。同时经过训练的人眼能够分辨的最小角度大约为0.023°，由此可以看出如果采用人工肉眼判断PLC芯片和FA间的平行度从理论上说就有一定难度。
[0007]因此，我们可以看出由于以下三个因素将会影响耦合时PLC芯片和FA间平行度的判断:①人眼分辨率极限导致判断面平行存在难度，观测精度低；@PLC芯片和FA宽度不一致导致两个边缘不在同一个焦面上，观测清晰度低PLC芯片或者FA表面崩边和塌边导致成像影阴，影响观测。
【发明内容】
[0008]为克服现有技术存在的上述问题，本发明提供一种构思新颖、调整便捷、观测准确、方便实用的光分路器耦合对准面平行的调整方法。
[0009]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
一种光分路器耦合对准面平行的调整方法，包括如下步骤:
(51)将固定支架和六维自动调节架并排地安装在校正平台上，将PLC芯片安装在固定支架上，将FA安装在六维自动调节架上，使PLC芯片和FA的8度通光面呈正向相对位置；
(52)初步调整FA位置与PLC芯片大致持平，并且呈基本接触状态；所谓大致持平是指通过肉眼直接观察到的FA和PLC芯片之间的位置没有明显错位、二者端面没有明显偏离的情况；
(53)在竖方向上控制FA分别转动土α角度，使FA和PLC芯片的两端面碰撞，并使FA产生位移，获得对应正转角度α的位移值dll和对应反转角度- α的位移值dl2 ；
(54)通过两位移值dll和dl2的差值判断FA和PLC芯片端面在竖方向上是否对齐，若否，则按差值正负调整相应转动方向和按差值数值调整相应转动角度，来使FA和PLC芯片端面在竖方向上对齐；
(55)在横方向上控制FA分别转动土β角度，使FA和PLC芯片的两端面碰撞，并使FA产生位移，获得对应正转角度β的位移值d21和对应反转角度-β的位移值d22 ；
(56)通过两位移值d21和d22的差值判断FA和PLC芯片端面在横方向上是否对齐，若否，则按差值正负调整相应转动方向和按差值数值调整相应转动角度，来使FA和PLC芯片端面在横方向上对齐；
(57)通过分别对横竖两方向上对位调整，使FA和PLC芯片的两端面即两8度通光面平行。
[0010]具体地，所述步骤(SI)中的六维自动调节架包括安装在校正平台上的底座，安装在底座上的X轴向调节机构，安装在X轴向调节机构上的Y轴向调节机构，安装在Y轴向调节机构上的Z轴向调节机构，安装在Z轴向调节机构上的横方向转动调节机构，安装在横方向转动调节机构上的竖方向转动调节机构，安装在竖方向转动调节机构上的低阻力滑轨，与低阻力滑轨连接的FA安装台，以及安装在FA安装台上的位移传感器。其中，X、Y、Z轴向调节机构可以采用手动调节，也可以采用电动调节，横、竖方向转动调节机构都采用步进电机驱动调节的方式，为了便于实现全自动化调节，还可设置控制器与步进电机相连。
[0011]所述步骤(S2)中PLC芯片和FA的基本接触状态为PLC芯片和FA的两8度通光面相互靠近但不接触、且通过其一转动能使两8度通光面相互碰撞到的状态。从表观操作上来讲，则当PLC芯片和FA大致持平后，控制FA位置逐渐向PLC芯片位置靠近，肉眼之间观察二者像是接触到了，但又没有触动FA使位移传感器有读数。
[0012]为了提高检测精度，所述调节FA转动的角度α或/和β不大于3.6°，目的在于使FA前端的圆弧型的运动轨迹长度远小于转动的周长，从而能够将该圆弧型的运动轨迹等效为直线位移，即可两次碰撞产生的位移差值的一半，便于测量和计算，即可建立FA和PLC芯片的两8度通光面之间的偏差Θ与两次碰撞产生的位移差值的函数关系，如Θ =Z[(dxl-dx2)/2]，dxl和dx2中的x为横、竖方向的表示代号。
[0013]为了方便调节，所述步骤(S4)和(S6)中，按差值数值调整相应转动角度时以预先制定的角度-位移曲线为标准。相当于是预先通过实测数据算出上述函数/W关系。
[0014]具体地，所述角度-位移曲线按如下步骤制定:
Ca)设定PLC芯片和FA的两8度通光面完全平行且相互接触；
(b)调整FA使之偏转，并测录FA每偏转一特定细分度数ω时的位移值Λd ；
(c)根据所测录的数据制定角度-位移曲线。
[0015]其中，所述特定细分度数ω大于FA的偏转精度。由于所述六维自动调节架由步进电机驱动偏转，因此该特定细分度数ω是大于步进电机的旋转精度。
[0016]为了更好地实现步进电机驱动，所述步骤(b)中，同时测录FA每偏转一特定细分度数ω时驱动步进电机的偏转电压Λ V。
[0017]并且，所述步骤(c )中制定角度-位移-偏转电压曲线，并在步骤(S4 )和(S6 )中由差值数值计算出的位移值通过该曲线获取对应的偏转电压，控制步进电机对FA进行调节。
[0018]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
本发明采用固定PLC芯片，让FA旋转一个角度碰撞PLC芯片获得一个位移值，再反向旋转相同角度再次碰撞PLC芯片获得另一个位移值，通过两个位移值的差值来计算FA相对于PLC芯片的不平行度，最后根据计算结果控制步进电机旋转FA从而使FA和PLC芯片的两8度通光面实现平行，而且本发明可以完全采用自动控制的方式来实现相应设备的调节，可有效地杜绝人为或FA本身质量问题导致的无法准确调整面平行的问题，其构思新颖，视角独特，设计巧妙，操作简单方便快捷，具有广泛的应用前景，适合推广应用。
【附图说明】
[0019]图1为现有技术中检测FA和PLC平行的示意图。
[0020]图2为FA和PLC及其8度通光面的示意图。
[0021]图3为FA和PLC的两8度通光面在竖方向平行的示意图。
[0022]图4为FA和PLC的两8度通光面在横方向平行的示意图。
[0023]图5为FA和PLC的两8度通光面错位不平的示意图。
[0024]图6为FA和PLC的两8度通光面竖方向不平的示意图。
[0025]图7为FA和PLC的两8度通光面横方向不平的示意图。
[0026]图8为FA和PLC的边缘不一致情况的示意图。
[0027]图9为本发明中校正平台上使用的相关设备的结构示意图。
[0028]图10为本发明中校正平台上使用的相关设备的结构示意图。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例
[0030]该光分路器耦合对准面平行的调整方法，包括如下步骤: (SI)将固定支架10和六维自动调节架并排地安装在校正平台上，将PLC芯片安装在固定支架上，将FA安装在六维自动调节架上，使PLC芯片和FA的8度通光面呈正向相对位置。
[0031]具体地，如图9，所述六维自动调节架