CN115903139A - 保偏光纤熔接机的端面定位方法及光纤端面定位装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种保偏光纤熔接机的端面定位方法及光纤端面定位装置，涉及熔接机的技术领域。包括步骤1：在用于展示光纤端面的显示屏上设置网格基准线，网格基准线包括一组呈竖直的垂直基准线、两组互相垂直且均与垂直基准线呈45°的对角基准线；步骤2：对待熔接光纤进行角向定位，利用网格基准线对待熔接光纤端面的位置进行确定，参考应力区边缘与对角基准线相切或相切量多少来确定是两个应力区中心连线否与对角基准线平行；步骤3：将熔接单元内用于拍摄光纤的摄像装置的光路方向设置成与对角基准线垂直，通过观察熔接过程中光纤的图像判断熔接质量。本申请具有光纤熔接图像显示清晰，防止对失效的误判，提高生产效率的优点。

Description

保偏光纤熔接机的端面定位方法及光纤端面定位装置

技术领域

本申请涉及熔接机的技术领域，尤其是涉及一种保偏光纤熔接机的端面定位方法及光纤端面定位装置。

背景技术

保偏光纤作为一种特种光纤，能够传输线偏振光，保证线偏振方向不变。相比于普通光纤结构，保偏光纤的包层除了包含纤芯，还包括关于纤芯对称的应力区，在熔接时，除了要将纤芯对齐之外，还需要调整应力区的相对位置。

现有的保偏光纤熔接机参照专利公开号为CN106908902A公开的一种光纤熔接机及光纤熔接方法，包括光纤切割，通过两个可旋转光纤夹分别对两根待熔接光纤进行固定之后，将两个可旋转光纤夹先后与光纤切割刀安装在一起，由光纤切割刀先后切割两根待熔接光纤形成两个供熔接的光纤端面；角向定位：将可旋转光纤夹安装于光纤端面定位单元上，通过光纤端面定位单元观察待熔接光纤的光纤端面，同时通过可旋转光纤夹的角向定位旋转部件对待熔接光纤进行轴向转动调节，观察调节过程中显示屏上所显示的光纤端面的结构及方位，当达到所需的方位时进行锁定，完成角向定位；光纤熔接：将两个可旋转光纤夹安装于光纤熔接单元上，由光纤熔接单元将完成角向定位的两个待熔接光纤的光纤端面熔接在一起。

在上述利用可旋转光纤夹的角向定位旋转部件对待熔接光纤进行轴向转动调节过程中，通过显微镜将光纤端面放大并通过显示屏展示，由工作人员利用显示屏上的网格线对光纤端面的位置进行参照观察并调整，之后再由光纤熔接单元对完成角向定位的光纤完成熔接，与此同时，光纤熔接单元中的CCD或CMOS摄像装置对光纤进行实时显像输出光纤影像和光纤熔接结果，再由工作人员通过一显示屏上对于光纤熔接结果的熔接质量进行判断。现有的端面定位过程中，参照图8和图9，一般将光纤端面两个应力区的中心连线保持呈竖直进行最终的角向定位，而光纤熔接单元中的CCD或CMOS位于光纤的左右侧的下方斜向上进行拍摄，参照图10B，而此时在显示屏上观察到的光纤熔接前图像和熔接后的图像比较模糊或不对称，熔接后的图像显示存在缺陷，具有断点或不连续点，进而容易产生误判，影响生产效率。

发明内容

为了至少部分解决上述技术问题，本申请提供了一种保偏光纤熔接机的端面定位方法及光纤端面定位装置。

第一方面，为了提升光纤熔接图像的清晰度，降低误判率，提高生产效率，本申请提供的一种保偏光纤熔接机的端面定位方法采用如下的技术方案：

一种保偏光纤熔接机的端面定位方法，包括如下步骤：

步骤1：在用于展示光纤端面的显示屏上设置网格基准线，网格基准线包括一组呈竖直的垂直基准线、两组互相垂直且均与垂直基准线呈45°的对角基准线；

步骤2：对待熔接光纤进行角向定位，利用网格基准线对待熔接光纤端面的位置进行确定，最终使至少一根待熔接光纤的两个应力区的中心连线平行于其中一组对角基准线；

步骤3：将熔接单元内用于拍摄光纤的摄像装置的光路方向设置成与其中一组对角基准线垂直，通过观察熔接过程中光纤的图像判断熔接质量。

可选的，所述步骤2中通过参考应力区边缘与对角基准线（332）相切或相切量来确定两个应力区中心连线是否与对角基准线（332）平行。

可选的，所述步骤2中将两根待熔接光纤的两个应力区的中心连线设置为与两组对角基准线分别对应平行。

可选的，所述步骤2中将两根待熔接光纤的两个应力区的中心连线设置为与同一组对角基准线平行。

可选的，所述步骤2中将一根待熔接光纤的两个应力区的中心连线设置为与任意一组对角基准线平行，将另一根待熔接光纤的两个应力区的中心连线设置为与垂直基准线平行。

可选的，所述步骤3中的摄像装置设置两个，两个摄像装置的光路方向相垂直且分别垂直于一组对角基准线。

第二方面，本申请提供的一种保偏光纤熔接机的光纤端面定位装置采用如下的技术方案：

一种保偏光纤熔接机的光纤端面定位装置，包括显微镜、显示屏、网格基准线，所述显微镜电连接于显示屏并将光纤端面的图像显示于显示屏，所述网格基准线设置于显示屏，所述网格基准线包括一组呈竖直的垂直基准线、两组互相垂直且均与垂直基准线呈45°的对角基准线。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：将待熔接光纤端面上两个应力区中心连线设置成与对角基准线平行，使熔接单元内的摄像装置在拍摄光纤时，可以实现图像对称，从而使光纤熔接的图像清晰、细腻，降低误判率，提升生产效率。

附图说明

图1是保偏光纤熔接机结构的位置关系示意图。

图2是本实施例的网格基准线的示意图。

图3是本实施例光纤端面的定位方式和摄像装置的关系示意图。

图4A是本实施例中慢轴—慢轴（也是快轴-快轴）对准熔接时的一根待熔接光纤的定位方式示意图。

图4B是本实施例中慢轴—慢轴（也是快轴-快轴）对准熔接时的另一根待熔接光纤的定位方式示意图。

图5A是本实施例中慢轴—快轴（也是快轴-慢轴）对准熔接时的一根待熔接光纤的定位方式示意图。

图5B是本实施例中慢轴—快轴（也是快轴-慢轴）对准熔接时的另一根待熔接光纤的定位方式示意图。

图6A是本实施例中慢轴—慢轴45°（也是慢轴-快轴45°）错位熔接时的一根待熔接光纤的定位方式示意图。

图6B是本实施例中慢轴—慢轴45°（也是慢轴-快轴45°）错位熔接时的另一根待熔接光纤的定位方式示意图。

图7A是本实施例摄像装置所拍摄的熔接前的光纤图像。

图7B是本实施例摄像装置所拍摄的熔接后的光纤图像。

图8是现有技术中光纤定位方法的待熔接光纤和网格基准线的相对位置关系示意图。

图9是现有技术中光纤的定位方式和摄像装置的关系示意图。

图10A是现有技术中摄像装置所拍摄的熔接前的光纤图像。

图10B是现有技术中例摄像装置所拍摄的熔接后的光纤图像。

图中：1、光纤熔接单元；2、可旋转光纤夹；3、光纤端面定位装置；31、显微镜；32、显示屏；33、网格基准线；331、垂直基准线；332、对角基准线；3321、正45°基准线；3322、负45°基准线；4、熔接显示器；5、摄像装置；6、应力区。

实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

参照图1，一种保偏光纤熔接机包括用于熔接光纤的光纤熔接单元1、用于定位光纤的可旋转光纤夹2、用于切割光纤端面的光纤切割刀、用于对光纤端面完成角向定位的光纤端面定位装置3。

参照图1和图2，光纤端面定位装置3包括显微镜31、显示屏32、网格基准线33，显微镜31电连接于显示屏32并将光纤端面的图像显示于显示屏32，网格基准线33设置于显示屏32，网格基准线33包括一组呈竖直的垂直基准线331、两组互相垂直且均与垂直基准线331呈45°的对角基准线332。两组对角基准线332，一组定义为正45°基准线3321，一组定义为负45°基准线3322。

在角向定位过程中，将装有已切割端面的待熔接光纤的可旋转光纤夹2安装至显微镜31的镜头处，由显微镜31对待熔接光纤的端面进行放大并将该端面图像展示至显示屏32上，从而由工作人员通过转动可旋转光纤夹2来调整光纤端面两个应力区6中心连线和网格基准线33之间的相对位置关系，从而完成光纤端面的角向定位，可旋转光纤夹2可参照专利公开号为CN106908902A公开的一种光纤熔接机及光纤熔接方法。

光纤熔接单元1用于将两个完成角向定位的待熔接光纤完成熔接。在熔接前，将完成角向定位的待熔接光纤利用可旋转光纤夹2转移到光纤熔接单元1内，两个可旋转光纤夹2对向设置。结合图3，光纤熔接单元1内设置有两个摄像装置5，两个摄像装置5可选用CCD或CMOS，两个摄像装置5均位于两根待熔接光纤的中间位置，两个摄像装置5以垂直于待熔接光纤中心轴线的竖直线呈对称设置，两个摄像装置5的拍摄光路正交设置，两个摄像装置5之间的水平连线垂直于待熔接光纤的中心轴线。在本实施例中，一个摄像装置5的光路方向垂直于正45°基准线3321，另一个摄像装置5的光路方向垂直于负45°基准线3322。

回到图1，光纤熔接单元1还包括一个熔接显示器4，熔接显示器4与两个摄像装置5均电连接，两个摄像装置5将熔接过程中的光纤图像传导至熔接显示器4，由熔接显示器4对于两个待熔接光纤熔接前和熔接后的图像进行显示，由工作人员对熔接图像进行观察确认，从而判断熔接质量是否达标。

本申请实施例公开一种保偏光纤熔接机的端面定位方法，包括如下步骤：步骤1：在用于展示光纤端面的显示屏32上设置网格基准线33，网格基准线33包括一组呈竖直的垂直基准线331、两组互相垂直且均与垂直基准线331呈45°的对角基准线332。

参照图4A，两组对角基准线332，一组定义为正45°基准线3321，一组定义为负45°基准线3322。

步骤2：对待熔接光纤进行角向定位，利用网格基准线33对待熔接光纤端面的位置进行确定，最终使至少一根待熔接光纤的两个应力区6的中心连线平行于其中一组对角基准线332。

在角向定位过程中，利用可旋转光纤夹2装载切割端面后的待熔接光纤，并将可旋转光纤夹2放置到显微镜31处，利用显微镜31将光纤端面放大并展示至显示屏32上，工作人员对可旋转光纤夹2进行操作，从而使待熔接光纤绕其中心轴线转动，通过显示屏32上的网格基准线33来调整待熔接光纤的端面位置，在本实施例中，将至少一根待熔接光纤的两个应力区6的中心连线平行于其中一组对角基准线332，完成端面位置的定位后，利用可旋转光纤夹2对待熔接光纤的位置进行锁定。在判定两个应力区6的中心连线是否与对角基准线332平行时，优选的，通过参考其中一个应力区6边缘与其中一组对角基准线332相切或相切量来确定两个应力区中心连线是否与对角基准线332平行。

参照图4A和图4B，在一些实施方式中，步骤2中将两根待熔接光纤的两个应力区6的中心连线设置为与两组对角基准线332分别对应平行。则其中一根待熔接光纤的两个应力区6的中心连线与正45°基准线3321平行，另一根待熔接光纤的两个应力区6的中心连线与负45°3322基准线平行。在本领域内，将保偏光纤两个应力区6的中心连线称之为慢轴，与该慢轴的正交方向称之为快轴，上述为慢轴-慢轴（也是快轴-快轴）对准熔接。

参照图5A和图5B，在一些实施方式中，步骤2中将两根待熔接光纤的两个应力区6的中心连线设置为与同一组对角基准线332平行。则两根待熔接光纤的两个应力区6的中心连线均与正45°基准线平行或均与负45°基准线平行。上述为慢轴-快轴（也是快轴-慢轴）对准熔接。

参照图6A和图6B，在一些实施方式中，步骤2中将一根待熔接光纤的两个应力区6的中心连线设置为与任意一组对角基准线332平行，将另一根待熔接光纤的两个应力区6的中心连线设置为与垂直基准线331平行。则其中一根待熔接光纤的两个应力区6的中心连线与正45°基准线平行或与负45°基准线平行，另一根待熔接光纤的两个应力区6的中心连线与垂直基准线331平行。上述为慢轴-慢轴45°（也是慢轴-快轴45°）错位熔接。

步骤3：参照图3，将熔接单元内用于拍摄光纤的摄像装置5的光路方向设置成与其中一组对角基准线332垂直，通过观察熔接过程中光纤的图像判断熔接质量。

在一些实施方式中，摄像装置5可以是CCD或CMOS。

在一些实施方式中，摄像装置5设置两个，两个摄像装置5的光路方向相垂直且分别垂直于一组对角基准线332，则其中一个摄像装置5的光路方向垂直于正45°基准线3321，另一个摄像装置5的光路方向垂直于负45°基准线3322。将步骤2中完成角向定位的待熔接光纤利用可旋转光纤夹2转移到光纤熔接单元1内，两个摄像装置5对于两根待熔接光纤进行拍摄，并将熔接图像传导至熔接显示器4，由熔接显示器4对于熔接前和熔接后的光纤图像进行展示，便于工作人员通过图像来判断熔接质量。

参照图3，因为在待熔接光纤进行角向定位过程中，使待熔接光纤两个应力区6的中心连线设置成与对角基准线332平行。当采用慢轴-慢轴或快轴-快轴对准熔接时，此时其中一个摄像装置5的光路方向则与待熔接光纤两个应力区6的中心连线共线，另一个摄像装置5的光路方向则与待熔接光纤两个应力区6的中心连线垂直，图3中的CCD1容易定位负45°趋向光纤， CCD2看这个方位的光纤，二个应力区6实际上是重叠的。CCD2容易定位正45°趋向光纤， CCD1看这个方位的光纤，二个应力区实际上是重叠的，则待熔接光纤的端面结构相对于两个摄像装置5的光路都是图像对称的，光线在经过待熔接光纤时两侧的明暗程度是保持一致的，参照图7A和图7B，图7A为采用本实施例的端面定位方法所拍摄的熔接前的光纤图像，图7B为采用本实施例的端面定位方法所拍摄的熔接后的光纤图像，此时所拍摄的图像在显示时则会比较清晰细腻，对于熔接后的图像显示也更加准确，不会失真。而以前的待熔接光纤的定位方式中，参照图8，将待熔接光纤的两个应力区6的中心连线设置为竖直或水平之后再被转移到光纤熔接单元1内进行熔接，此时，参照图9，待熔接光纤端面的结构相对于摄像装置5的光路方向是不对称的，则使光线在到达摄像装置5的图像传感器的过程中，光线两侧的明暗程度不同，参照图10A和图10B，图10A是采用图9展示的端面定位方法所拍摄的熔接前的光纤图像，图10B是采用图9展示的端面定位方法所拍摄的熔接后的光纤图像，导致所拍摄的图像容易产生断点或不连续点，而该问题是因为摄像装置5的光线所导致，而非本身光纤的熔接质量问题，则容易导致工作人员在观察熔接后的光纤图像时，产生对于熔接质量的误判，则本身熔接质量没有问题，而因为摄像装置5光线的问题而使图像存在问题，如此一来，则会导致生产效率降低。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

Claims (7)

1.一种保偏光纤熔接机的端面定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：在用于展示光纤端面的显示屏（32）上设置网格基准线（33），网格基准线（33）包括一组呈竖直的垂直基准线（331）、两组互相垂直且均与垂直基准线（331）呈45°的对角基准线（332）；

步骤2：对待熔接光纤进行角向定位，利用网格基准线（33）对待熔接光纤端面的位置进行确定，最终使至少一根待熔接光纤的两个应力区（6）的中心连线平行于其中一组对角基准线（332）；

步骤3：将熔接单元内用于拍摄光纤的摄像装置（5）的光路方向设置成与其中一组对角基准线（332）垂直，通过观察熔接过程中光纤的图像判断熔接质量。

2.根据权利要求1所述的一种保偏光纤熔接机的端面定位方法，其特征在于，所述步骤2中通过参考应力区（6）边缘与对角基准线（332）相切或相切量来确定两个应力区（6）中心连线是否与对角基准线（332）平行。

3.根据权利要求1所述的一种保偏光纤熔接机的端面定位方法，其特征在于，所述步骤2中将两根待熔接光纤的两个应力区（6）的中心连线设置为与两组对角基准线（332）分别对应平行。

4.根据权利要求1所述的一种保偏光纤熔接机的端面定位方法，其特征在于，所述步骤2中将两根待熔接光纤的两个应力区（6）的中心连线设置为与同一组对角基准线（332）平行。

5.根据权利要求1所述的一种保偏光纤熔接机的端面定位方法，其特征在于，所述步骤2中将一根待熔接光纤的两个应力区（6）的中心连线设置为与任意一组对角基准线（332）平行，将另一根待熔接光纤的两个应力区（6）的中心连线设置为与垂直基准线（331）平行。

6.根据权利要求1所述的一种保偏光纤熔接机的端面定位方法，其特征在于，所述步骤3中的摄像装置（5）设置两个，两个摄像装置（5）的光路方向相垂直且分别垂直于一组对角基准线（332）。

7.一种保偏光纤熔接机的光纤端面定位装置，其特征在于，包括显微镜（31）、显示屏（32）、网格基准线（33），所述显微镜（31）电连接于显示屏（32）并将光纤端面的图像显示于显示屏（32），所述网格基准线（33）设置于显示屏（32），所述网格基准线（33）包括一组呈竖直的垂直基准线（331）、两组互相垂直且均与垂直基准线（331）呈45°的对角基准线（332）。

Images