基于保偏光纤端面定轴的装置及其再熔接方法
【专利摘要】一种基于保偏光纤端面定轴的装置，包括定位夹持工装、定位夹持装置、摄像装置、第一步进电机、第二步进电机和平移台；保偏光纤设置在所述定位夹持工装上方，光纤用于自由活动，保偏光纤的一端由所述定位夹持装置固定夹紧，所述定位夹持装置固定在所述第一步进电机上，保偏光纤的端面设置在所述摄像装置的前方，所述摄像装置装置在所述第二步进电机带动的所述平移台上，所述平移台与所述定位夹持工装都固定设置在座具上。本发明的有益效果：本发明所指出的方法及熔接装置能够作为辅助的方法配合单模熔接机的使用，完成保偏熔接机的所有功能：1.扩展了单模熔接机进行保偏光纤熔接的能力。2.提升了新型保偏光纤熔接及不同种类光纤互相熔接的能力。
【专利说明】基于保偏光纤端面定轴的装置及其再熔接方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于光纤传感、光纤通信、光测量设备、医疗等领域中的高精度保偏光纤对轴熔接方法。
【背景技术】
[0002]保偏光纤属于特种光纤的一种,它减少了普通单模光纤中两种正交模式的偏振光在传播过程中发生的耦合，维持了光波的偏振态。因为保偏光纤的这种特性，使其在光纤通讯和传感系统中的应用日趋广泛。在相干光纤通信、干涉型光纤传感器制作，尤其是光纤陀螺、光纤电流互感器中的应用非常重要。
[0003]按照模双折射产生的原因可以分为几何形状效应型和应力感应型光纤，目前主要有熊猫型、蝴蝶结型、椭圆包层型和椭圆纤芯型等几种保偏光纤，常见三种类型保偏光纤端面应力区形状如图1所示。在保偏光纤的横截面上，应力值最大的方向和最小的方向通常称为两个偏振轴的方向，简称应力轴或偏振轴，应力值最大的轴称为慢轴方向，应力值最小的方向称为快轴方向。
[0004]在工程实际应用中，需要对两段光纤进行永久性连接，而对于保偏光纤除了要采取普通单模光纤连接所需要的熔接过程外，还需要额外加入对保偏光纤的两个偏振轴定轴过程，经过定轴后需要保证两段光纤的应力轴按照希望的轴向偏差进行熔接，常见的偏差值为0°、45°、90°。两段光纤的轴向对准差异往往影响到系统的性能，因此精确地保证对轴后熔接成为一项应用中的关键技术。
[0005]随着保偏光纤熔接的需求出现，市面出现了针对此应用所开发的保偏光纤熔接机，但往往售价高昂，是单模光纤熔接机售价的5?10倍不等。此发明在单模熔接机的基础上采用附加的工装来对保偏光纤定轴，减少了设备投入，此外该发明在定轴方法上采用直接端面定轴的形式，避免了因为现有保偏熔接机中所采用的侧向定轴的缺陷，包括不同种保偏光纤不易熔接的缺点等。
[0006]查询国内专利，没有通过附加装置或者方法实现单模熔接机实现保偏熔接的专利，对于保偏定轴方式国内仅仅只有从侧向定轴的专利，专利号为:CN1949006A。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题是提供一种基于保偏光纤端面定轴的装置及其再熔接方法。
[0008]为解决上述技术问题，本发明是按如下方式实现的:
[0009]一种基于保偏光纤端面定轴的装置，包括定位夹持工装、定位夹持装置、摄像装置、第一步进电机、第二步进电机和平移台；保偏光纤设置在所述定位夹持工装上方，光纤能够自由活动，保偏光纤的一端由所述定位夹持装置固定夹紧，所述定位夹持装置固定在所述第一步进电机上，保偏光纤的端面设置在所述摄像装置的前方，所述摄像装置装置在所述第二步进电机带动的所述平移台上，所述平移台与所述定位夹持工装都固定设置在座具上。
[0010]一种基于保偏光纤端面定轴再熔接方法，包括以下步骤:
[0011]步骤一、预先放置光纤及定位夹持工装于设备上；
[0012]步骤二、通过定位夹持装置使切割好的保偏光纤端面位于摄像装置前方；
[0013]步骤三、调节摄像装置与光纤端面的距离，使端面在CXD上的成像清晰；
[0014]步骤四、计算机在取得CCD上的成像后，进行端面图像特征识别，并计算特征与基准面的角度偏差；
[0015]步骤五、旋转保偏光纤，将保偏光纤旋转至希望的偏差角度；
[0016]步骤六、采用定位夹持工装对已定轴光纤进行固定，松开定位夹持装置；
[0017]步骤七、将定位夹持工装与光纤一起放入单模熔接机一边；
[0018]步骤八、重复步骤一?步骤六，定完轴后将定位夹持工装与光纤一起放入单模熔接机另外一边。
[0019]本发明的积极效果是:
[0020]1.实现单模熔接机熔接保偏光纤。普通的单模熔接机因为不能实现对保偏光纤定轴，因此无法在保偏光纤有定轴角度需求时进行熔接，采用此方法可以对保偏光纤预先定轴后再在单模光纤熔接机上进行熔接，扩充了单模熔接机功能，实现了廉价保偏熔接。
[0021]2.提高不同类型保偏光纤熔接的质量。现有的保偏光纤熔接机中的定轴方式均采用光纤侧向不同特性的定轴方式，不同种类的光纤特性差异较大，图像匹配算法复杂，熔接效果不稳定。该方法采用光纤端面特征定轴方式，直接根据端面几何特征进行定轴，在复杂或者新型保偏光纤端面熔接时甚至能够人工参与定轴，提高不同类型保偏光纤的熔接质量。
[0022]3.应用范围广。本专利中所提到的端面直接定轴方法，可以应用于制作集成光学多功能器件、保偏跳线等有保偏光纤需要定轴的器件生产制作中。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为:常见的三种保偏光纤类型
[0024]图2为:基于保偏光纤端面定轴装置示意图
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0026]如图2所示，一种基于保偏光纤端面定轴的装置结构如下:包括定位夹持工装1、定位夹持装置2、摄像装置3、第一步进电机4、第二步进电机5和平移台6。保偏光纤放置在定位夹持工装I上方，光纤可以自由活动，保偏光纤的一端由定位夹持装置2固定夹紧，定位夹持装置2固定在步进电机4上，保偏光纤的端面位于摄像装置3的前方，摄像装置3装置在另外一台步进电机5带动的平移台6上，平移台6与定位夹持工装I都固定在座具上。
[0027]—种基于保偏光纤端面定轴再熔接方法，包括以下步骤:
[0028]S1、预先放置光纤定位夹持工装I于设备上；
[0029]S2、通过定位夹持装置2使切割好的保偏光纤端面位于摄像装置前方；[0030]S3、调节摄像装置3与光纤端面的距离，使端面在CXD上的成像清晰；
[0031]S4、计算机在取得CXD上的成像后，进行端面图像特征识别，并计算特征与基准面的角度偏差；
[0032]S5、旋转保偏光纤，将保偏光纤旋转至希望的偏差角度；
[0033]S6、采用定位夹持工装I对已定轴光纤进行固定，松开定位夹持装置2 ；
[0034]S7、将定位夹持工装I与光纤一起放入单模熔接机一边；
[0035]S8、重复(SI)?(S6)的步骤，定完轴后将定位夹持工装I与光纤一起放入单模熔接机另外一边。
[0036]本发明的有益效果:以往在需要熔接保偏光纤的时候，必须采用特殊的保偏光纤熔接机，这种熔接机往往价格比较高昂；另外目前所大批量使用的仍然是单模熔接机，随着保偏光纤应用的逐步扩大，单模熔接机因为不具备保偏熔接的能力，就会被废弃。而本发明所指出的方法及熔接装置能够作为辅助的方法配合单模熔接机的使用，完成保偏熔接机的所有功能。
[0037]1.扩展了单模熔接机进行保偏光纤熔接的能力。采用预先定轴后再通过光纤定位夹持工装传递到单模熔接机上进行熔接的方式，将保偏熔接机的两个功能进行拆分，完成整个定轴熔接过程，扩展了单模熔接机熔接保偏光纤的能力。
[0038]2.提升了新型保偏光纤熔接及不同种类光纤互相熔接的能力。保偏光纤种类较多，而且不同厂家在设计上均存在差异，这种差异性致使目前的保偏熔接机在熔接时质量不稳定。而此专利所提出的端面直接定轴方法，可以清晰的观察到保偏光纤的应力区特征形状用于定轴，避免了从侧视中的误判，提高定轴精度。
[0039]为了举例说明本发明的实现，描述了上述的【具体实施方式】。但是本发明的其他变化和修改，对于本领域技术人员是显而易见的，在本发明所公开的实质和基本原则范围内的任何修改/变化或者仿效变换都属于本发明的权利要求保护范围。
【权利要求】
1.一种基于保偏光纤端面定轴的装置，其特征在于，包括定位夹持工装、定位夹持装置、摄像装置、第一步进电机、第二步进电机和平移台；保偏光纤设置在所述定位夹持工装上方，光纤用于自由活动，保偏光纤的一端由所述定位夹持装置固定夹紧，所述定位夹持装置固定在所述第一步进电机上，保偏光纤的端面设置在所述摄像装置的前方，所述摄像装置装置在所述第二步进电机带动的所述平移台上，所述平移台与所述定位夹持工装都固定设置在座具上。
2.一种基于保偏光纤端面定轴再熔接方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一、预先放置光纤定位夹持工装于设备上； 步骤二、通过定位夹持装置使切割好的保偏光纤端面位于摄像装置前方； 步骤三、调节摄像装置与光纤端面的距离，使端面在CXD上的成像清晰； 步骤四、计算机在取得CCD上的成像后，进行端面图像特征识别，并计算特征与基准面的角度偏差； 步骤五、旋转保偏光纤，将保偏光纤旋转至希望的偏差角度； 步骤六、采用定位夹持工装对已定轴光纤进行固定，松开定位夹持装置； 步骤七、将定位夹持工装与光纤一起放入单模熔接机一边； 步骤八、重复步骤一?步骤六，定完轴后将定位夹持工装与光纤一起放入单模熔接机另外一边。
【文档编号】G02B6/255GK103645537SQ201310617063
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年11月28日 优先权日:2013年11月28日
【发明者】向美华, 郑宏胜, 代宏伟 申请人:北京浦丹光电技术有限公司