CN103235390B - 一种用于保偏光纤对轴的调心装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于保偏光纤对轴的调心装置，本发明涉及一种用于保偏光纤对轴的调心装置，本发明为解决现有的基于侧向成像法检测保偏光纤的偏振轴过程中，需要旋转光纤使光纤位于显微镜的视觉内，不利于对轴机构的安装和制造、且光纤的中心轴和电动平台的旋转轴不同轴，导致检测结果误差大的问题。横向电动位移平台固接在平台的上端面上，纵向电动位移平台通过第一转接板安装在横向电动位移平台上，垂直电动位移平台的一端通过第二转接板安装在纵向电动位移平台上，第三转接板安装在垂直电动位移平台的另一端上，二维精密手动位移平台的一端固接在连接块上，二维精密手动位移平台的另一端固接有位移平台连接板。本发明用于保偏光纤对轴中的调心。
Description
技术领域
本发明涉及一种视觉的精密调节装置，特别涉及一种用于保偏光纤对轴的调心装置。
背景技术
保偏光纤耦合器是光纤传感领域最重要的部件之一，广泛地应用在光纤传感和光纤通信中。保偏光纤的对轴误差是影响光纤耦合器的性能的重要参数之一。现在采用基于侧向成像法来检测保偏光纤的偏振轴，在光纤的旋转过程中，必须使光纤的中心在显微镜的视觉内，这就对轴机构的安装和制造带来了麻烦，并且光纤的中心轴和电动平台的旋转轴不同轴也给检测结果带来了影响。
发明内容
本发明为解决现有的基于侧向成像法检测保偏光纤的偏振轴过程中，需要旋转光纤使光纤位于显微镜的视觉内，不利于对轴机构的安装和制造、且光纤的中心轴和电动平台的旋转轴不同轴，导致检测结果误差大的问题，进而提供一种用于保偏光纤对轴的调心装置。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：
一种用于保偏光纤对轴的调心装置包括电动微位移单元、电动旋转单元、手动精密调整单元和显微视觉单元，电动微位移单元包括平台、垂直电动位移平台、纵向电动位移平台、横向电动位移平台、第一转接板、第二转接板和第三转接板，横向电动位移平台固接在平台的上端面上，纵向电动位移平台通过第一转接板安装在横向电动位移平台上，垂直电动位移平台的一端通过第二转接板安装在纵向电动位移平台上，第三转接板安装在垂直电动位移平台的另一端上，电动旋转单元包括电动旋转平台、连接块和支座，支座安装在平台上，电动旋转平台安装在支座的上端，连接块安装在电动旋转平台的侧壁上，手动精密调整单元包括二维精密手动位移平台、光纤夹具连接板、光纤夹具、光纤和位移平台连接板，二维精密手动位移平台的一端固接在连接块上，二维精密手动位移平台的另一端固接有位移平台连接板，位移平台连接板上固接有光纤夹具连接板，光纤夹具连接板上固接有光纤夹具，光纤装夹在光纤夹具中，显微视觉单元包括显微镜底座、连接杆、显微镜连接臂、CMOS相机、直立显微镜、LED环形光源和两个紧固块,CMOS相机的下端固接有直立显微镜，直立显微镜的下端设置有LED环形光源，连接杆垂直固接在显微镜底座的上端面上，显微镜连接臂的一端与一个紧固块紧固连接，并将直立显微镜安装在显微镜连接臂的一端上，显微镜连接臂的另一端与另一个紧固块紧固连接，并将连接杆固接在显微镜连接臂的另一端上，显微镜底座的下端面固接在第三转接板上。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明结构简单，容易安装和制造，且本发明采用电路控制，容易实现自动化，电动旋转平台的重复定位精度高，经过本发明的调心装置的调节，光纤的中心和电动旋转平台旋转中心的同心度误差为3μm，检测精度高。
附图说明
图1是本发明的电动微位移单元的总装图，图2是本发明的电动旋转单元的总装图，图3是本发明的手动精密调整单元的总装图，图4是本发明的显微视觉单元的总装图，图5是光纤在CMOS相机中的示意图，图6是本发明的整体立体装配图，图7是本发明的整体主视装配图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1～图7说明，本实施方式的一种用于保偏光纤对轴的调心装置包括电动微位移单元1、电动旋转单元2、手动精密调整单元3和显微视觉单元4，电动微位移单元1包括平台1-1、垂直电动位移平台1-2、纵向电动位移平台1-3、横向电动位移平台1-4、第一转接板1-5、第二转接板1-6和第三转接板1-7，横向电动位移平台1-4固接在平台1-1的上端面上，纵向电动位移平台1-3通过第一转接板1-5安装在横向电动位移平台1-4上，垂直电动位移平台1-2的一端通过第二转接板1-6安装在纵向电动位移平台1-3上，第三转接板1-7安装在垂直电动位移平台1-2的另一端上，电动旋转单元2包括电动旋转平台2-1、连接块2-2和支座2-3，支座2-3安装在平台1-1上，电动旋转平台2-1安装在支座2-3的上端，连接块2-2安装在电动旋转平台2-1的侧壁上，手动精密调整单元3包括二维精密手动位移平台3-1、光纤夹具连接板3-2、光纤夹具3-3、光纤3-4和位移平台连接板3-5，二维精密手动位移平台3-1的一端固接在连接块2-2上，二维精密手动位移平台3-1的另一端固接有位移平台连接板3-5，位移平台连接板3-5上固接有光纤夹具连接板3-2，光纤夹具连接板3-2上固接有光纤夹具3-3，光纤3-4装夹在光纤夹具3-3中，显微视觉单元4包括显微镜底座4-1、连接杆4-2、显微镜连接臂4-3、CMOS相机4-4、直立显微镜4-5、LED环形光源4-6和两个紧固块4-7,CMOS相机4-4的下端固接有直立显微镜4-5，直立显微镜4-5的下端设置有LED环形光源4-6，连接杆4-2垂直固接在显微镜底座4-1的上端面上，显微镜连接臂4-3的一端与一个紧固块4-7紧固连接，并将直立显微镜4-5安装在显微镜连接臂4-3的一端上，显微镜连接臂4-3的另一端与另一个紧固块4-7紧固连接，并将连接杆4-2固接在显微镜连接臂4-3的另一端上，显微镜底座4-1的下端面固接在第三转接板1-7上。
具体实施方式二：结合图2说明，本实施方式的电动旋转平台2-1的分辨率为0.003°。如此设计，保证了调心精度。其他组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图3说明，本实施方式的二维精密手动位移平台3-1的分辨率为10μm。如此设计，保证了调心精度。其他组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：结合图1说明，本实施方式的垂直电动位移平台1-2、纵向电动位移平台1-3和横向电动位移平台1-4的重复定位精度均为1μm。如此设计，保证了调心精度。其他组成和连接关系与具体实施方式三相同。
工作原理：首先调节电动旋转平台2-1，使电动旋转平台2-1的X方向与水平面平行，然后对直立显微镜4-5进行标定，如果直立显微镜4-5的放大倍数为F，CMOS相机4-4的分辨率为M*N(像素的尺寸大小为μ*μ，单位为μm)，此时选择直立显微镜4-5视野的中心为o′，建立x′o′y′坐标系，此时光纤3-4中心的纵坐标为y1,然后调节电动旋转平台2-1旋转180°，调节纵向电动位移平台1-3，纵向电动位移平台1-3的移动距离为L(单位：μm)，使光纤3-4位于直立显微镜4-5的视野范围内，记录此时的光纤3-4中心的纵坐标为y2，则光纤3-4中心X方向距电动旋转平台2-1中心的位移为(L+(y2-y1)*μ/F)/2，调整二维精密手动位移平台3-1的X轴，使光纤3-4的旋转中心轴在X方向上与电动旋转平台2-1的旋转中心轴重合；调节电动旋转平台2-1旋转90°，使二维精密手动位移平台3-1的Y轴与水平面平行，然后调节电动微位移单元1使光纤3-4位于直立显微镜4-5的视觉内，记录此时光纤3-4中心的纵坐标为y3，调节电动旋转平台2-1旋转180°，调节纵向电动位移平台1-3，纵向电动位移平台1-3的移动距离为S，光纤3-4位于直立显微镜4-5的视野范围内，此时光纤3-4中心的纵坐标为y4，则光纤3-4的旋转中心轴Y方向与电动旋转中心轴的距离为(S+(y4-y3)*μ/F)/2，调节二维精密手动位移平台3-1的Y轴，使光纤3-4的旋转中心轴在Y向与电动旋转平台2-1的旋转中心轴重合，完成保偏光纤的对轴调心。
Claims (4)
1.一种用于保偏光纤对轴的调心装置，其特征在于：所述调心装置包括电动微位移单元(1)、电动旋转单元(2)、手动精密调整单元(3)和显微视觉单元(4)，电动微位移单元(1)包括平台(1-1)、垂直电动位移平台(1-2)、纵向电动位移平台(1-3)、横向电动位移平台(1-4)、第一转接板(1-5)、第二转接板(1-6)和第三转接板(1-7)，横向电动位移平台(1-4)固接在平台(1-1)的上端面上，纵向电动位移平台(1-3)通过第一转接板(1-5)安装在横向电动位移平台(1-4)上，垂直电动位移平台(1-2)的一端通过第二转接板(1-6)安装在纵向电动位移平台(1-3)上，第三转接板(1-7)安装在垂直电动位移平台(1-2)的另一端上，电动旋转单元(2)包括电动旋转平台(2-1)、连接块(2-2)和支座(2-3)，支座(2-3)安装在平台(1-1)上，电动旋转平台(2-1)安装在支座(2-3)的上端，连接块(2-2)安装在电动旋转平台(2-1)的侧壁上，手动精密调整单元(3)包括二维精密手动位移平台(3-1)、光纤夹具连接板(3-2)、光纤夹具(3-3)、光纤(3-4)和位移平台连接板(3-5)，二维精密手动位移平台(3-1)的一端固接在连接块(2-2)上，二维精密手动位移平台(3-1)的另一端固接有位移平台连接板(3-5)，位移平台连接板(3-5)上固接有光纤夹具连接板(3-2)，光纤夹具连接板(3-2)上固接有光纤夹具(3-3)，光纤(3-4)装夹在光纤夹具(3-3)中，显微视觉单元(4)包括显微镜底座(4-1)、连接杆(4-2)、显微镜连接臂(4-3)、CMOS相机(4-4)、直立显微镜(4-5)、LED环形光源(4-6)和两个紧固块(4-7),CMOS相机(4-4)的下端固接有直立显微镜(4-5)，直立显微镜(4-5)的下端设置有LED环形光源(4-6)，连接杆(4-2)垂直固接在显微镜底座(4-1)的上端面上，显微镜连接臂(4-3)的一端与一个紧固块(4-7)紧固连接，并将直立显微镜(4-5)安装在显微镜连接臂(4-3)的一端上，显微镜连接臂(4-3)的另一端与另一个紧固块(4-7)紧固连接，并将连接杆(4-2)固接在显微镜连接臂(4-3)的另一端上，显微镜底座(4-1)的下端面固接在第三转接板(1-7)上。
2.根据权利要求1所述的一种用于保偏光纤对轴的调心装置，其特征在于：电动旋转平台(2-1)的分辨率为0.003°。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于保偏光纤对轴的调心装置，其特征在于：二维精密手动位移平台(3-1)的分辨率为10μm。
4.根据权利要求3所述的一种用于保偏光纤对轴的调心装置，其特征在于：垂直电动位移平台(1-2)、纵向电动位移平台(1-3)和横向电动位移平台(1-4)的重复定位精度均为1μm。
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