CN104316003B - 保偏光纤环和y波导直接耦合偏振轴对准在线检测装置及其在线测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了保偏光纤环和Y波导直接耦合偏振轴对准在线检测装置及其在线测量方法，偏振轴在线检测装置包括偏振轴检测装置以及图像处理模块，偏振轴检测装置包括照明系统、成像系统和CCD相机；成像系统包括反射光学元件和物镜，用于对Y波导和保偏光纤环尾纤组件端面进行成像放大；所述的方法包括：1)、安装Y波导和保偏光纤环尾纤组件，调整两端面平行；2)、调整成像系统，使CCD相机得到清晰图像；3)、采集图像到内存，获取并计算Y波导偏振轴和保偏光纤环光纤偏振轴角度的偏差角；本发明实时获取保偏光纤环和Y波导直接耦合过程中的偏振轴相对位置信息，能够对偏振轴对准的最终状态做出定量评价，为进一步提高对轴精度奠定了基础。

Description

保偏光纤环和Y波导直接耦合偏振轴对准在线检测装置及其在线测量方法

技术领域

本发明属于光纤传感领域，涉及一种保偏光纤环和Y波导直接耦合偏振轴对准在线检测装置及其在线测量方法。

背景技术

光纤陀螺是一种全固态纯光学惯性器件，基本原理是萨格纳克(Sagnac)效应和光学互易性。光纤陀螺的光路部分主要由光学器件、保偏光纤环和探测器组成。其中，光学器件包括宽带光源、光纤耦合器和Y波导；Y波导芯片集成了分束器、偏振器和宽带相位调制器，起到了分光\合光、起偏\检偏和光相位调制的功能，是光路部分的重要部件。

目前，光纤陀螺光路通常采用Y波导尾纤与保偏光纤环光纤熔接方式连接，首先Y波导与保偏光纤耦合，其次带保偏尾纤的Y波导与保偏光纤环光纤熔接。耦合技术的关键是Y波导的偏振轴和保偏光纤的偏振轴对准，耦合过程中采用消光比测试仪监控尾纤输出端消光比的变化，指示精密六维调节台的调整，完成Y波导偏振轴和保偏光纤偏振轴的对准。这种Y波导尾纤与保偏光纤环光纤连接方式存在的问题是在Y波导与保偏光纤环之间引入了两个熔接点，降低了系统的可靠性；同时熔接点的存在增大了波导输出通道的偏振交叉耦合，降低了系统的检测精度；而且熔接需要一定的光纤长度，不但使得光路的装配工艺一致性降低，而且容易破坏光纤环的四极对称。

为了解决Y波导尾纤与保偏光纤环光纤熔接存在的上述问题，进一步提高光纤陀螺系统的性能，通常采用直接耦合的方式进行Y波导和保偏光纤环的连接。

直接耦合光路结构如附图1所示，保偏光纤环借助两个尾纤组件直接与Y波导相连接，这种连接方式省去了Y波导与保偏光纤环之间的两个熔接点。两个尾纤组件通过将保偏光纤环光纤固定在光纤培片上制作而成，用于辅助保偏光纤环与Y波导的耦合。

保偏光纤环光纤与Y波导直接耦合包含输入光纤组件和光纤环两尾纤组件制作两部分，输入光纤组件和光纤环两尾纤组件与Y波导输出端面对准和用胶粘接固定。通常设定制作完成后的光纤环尾纤组件中，光纤培片表面上边线与保偏光纤环光纤偏振轴平行。

保偏光纤环两尾纤组件制作完成后，将其安装在参考夹具上，并转移至研磨机研磨出一定角度，以匹配保偏光纤环光纤和Y波导的斜端面耦合。

现有直接耦合技术依靠机械夹具传递平行关系完成保偏光纤环光纤与Y波导的偏振轴对准。即研磨完成后，将带有保偏光纤环两尾纤组件的夹具安装在耦合台的指定位置。安装完成后，光纤培片的上表面与Y波导上表面处于同一水平面内，进而使得Y波导的偏振轴与保偏光纤环光纤的偏振轴处于对准状态。上述过程全部完成后，通过监控输出端光功率的变化，完成最小附加损耗的耦合。然后进行胶合、紫外固化。

但是，将Y波导和保偏光纤的偏振轴对准方法应用于直接耦合时，存在以下问题：

1、光纤环第一个尾纤组件与Y波导耦合时，如果采用直接测消光比法进行偏振轴对准，光纤环尾纤组件与Y波导耦合过程中需要将消光比测试仪连接至保偏光纤环另一端，由于保偏光纤环自身具有较高的偏振串音，使得观测结果的分辨率较低，进而影响偏振轴的对轴精度。

2、光纤环第二个尾纤组件与Y波导耦合时，Y波导与保偏光纤环所形成的光路处于闭合状态，无法通过检测输出端消光比的方式完成偏振轴对准操作。

同时，现有直接耦合技术中偏振轴对准的完成依赖于夹具的机械加工精度和机械件之间的几何尺寸关系，导致无法实时监测Y波导与保偏光纤环光纤偏振轴的相对位置，从而无法对偏振轴对准的最终状态做出定量的评价。

发明内容

本发明为了解决保偏光纤环与Y波导直接耦合时偏振轴的实时检测和对准问题，提出了一种保偏光纤环和Y波导直接耦合偏振轴对准在线检测装置及其在线测量方法，旨在提高光纤陀螺的装配一致性和可靠性。

保偏光纤环和Y波导直接耦合偏振轴对准在线检测装置，包括偏振轴检测装置以及图像处理模块；

图像处理模块存储在计算机上；

偏振轴检测装置包括照明系统、成像系统和CCD相机；用于获取正对放置的Y波导和尾纤组件的端面图像。

照明系统采用同轴光照明方式，对Y波导和保偏光纤环的尾纤组件进行照明；

成像系统包括反射光学元件和物镜；反射光学元件、物镜和CCD相机同轴设置；所述反射光学元件工作面上镀有高反射膜，放置于Y波导与保偏光纤环的尾纤组件之间，将Y波导端面和保偏光纤环尾纤组件端面图像反射到物镜，通过物镜到达CCD的敏感面；

CCD相机实时接收Y波导端面和保偏光纤环的尾纤组件的端面图像，并将其传送图像处理模块进行处理；

图像处理模块分为图像采集模块和偏振轴检测模块；

图像采集模块实时采集CCD相机收集的两个端面图像；

偏振轴检测模块对端面图像进行处理，根据成像到CCD相机上Y波导端面和保偏光纤环尾纤组件端面的图像的形状和相互位置关系，分别获取Y波导TE模和保偏光纤环光纤偏振轴的角度信息，并计算两者的偏差角，用于偏振轴的对准。

反射光学元件优选镀有高反膜的直角棱镜，可用旋转反射镜或者双面反射镜替代。

反射光学元件选用直角棱镜，直角棱镜放置于Y波导与保偏光纤环的尾纤组件之间，两侧面镀有高反膜，用于分别反射经过照明后的Y波导端面和保偏光纤环尾纤组件端面的图像信息到物镜。安装时，直角棱镜的底面为基准面，参考平面与底面垂直，参考平面与Y波导端面和保偏光纤环的尾纤组件端面均平行放置，即Y波导与保偏光纤环的尾纤组件的中心同轴连线穿过直角棱镜的参考面且与其垂直。

反射光学元件第一种代替方案为旋转反射镜；所述的反射光学元件为旋转反射镜；旋转反射镜工作面为单个反射面，其旋转中心线垂直于Y波导与保偏光纤环的尾纤组件的中心同轴连线；反射面具有1和2两种位置状态，由另一位置状态旋转90°得到；分别用于将Y波导端面和保偏光纤环尾纤组件端面图像反射到物镜。

反射光学元件第二种代替方案为双面反射镜；双面反射镜放置于Y波导和保偏光纤环尾纤组件两端面之间，两个工作面分别对应于Y波导端面和保偏光纤环尾纤组件端面；采用两组物镜分别对Y波导端面和保偏光纤环尾纤组件端面进行成像放大，其中，每一个物镜对应一个CCD相机，两个CCD相机分别用于采集两个端面的图像，并将采集到的两端面图像分别传送到计算机进行处理。

一种保偏光纤环和Y波导直接耦合偏振轴对准在线测量方法，具体包括以下几个步骤：

步骤一、安装Y波导和保偏光纤环尾纤组件，调整Y波导端面与保偏光纤环尾纤组件端面平行；

步骤二、在Y波导和保偏光纤环直接耦合工艺装置中插入偏振轴对准在线检测装置，调整成像系统，使CCD相机得到清晰图像；

首先平行移动保偏光纤环尾纤组件使Y波导端面与保偏光纤环尾纤组件端面保持适当距离，将反射光学元件推进到Y波导端面和保偏光纤环尾纤组件端面之间；调整物镜使图像采集模块上清晰显示出CCD相机拍摄的Y波导端面和保偏光纤环尾纤组件端面的图像；

步骤三、采集图像到内存，获取并计算Y波导偏振轴和保偏光纤环光纤偏振轴角度的偏差角；

具体步骤如下：

步骤301：通过获取Y波导端面的上边缘的角度得到Y波导偏振轴的角度信息；

首先对CCD相机采集到的图像进行分割，截取Y波导端面所对应区域；对此区域进行图像去噪、二值化操作；然后获取Y波导端面的上边缘信息，对上边缘点进行直线拟合得到Y波导端面上边线所对应的的直线方程；以此方程为基准线方程，该基准线方程的直线斜率对应的角度设定为Y波导端面的上边线的角度，即Y波导偏振轴的角度；

步骤302：通过得到保偏光纤环尾纤组件端面上边线的角度信息得到保偏光纤环光纤偏振轴的角度信息；

CCD相机采集保偏光纤环尾纤组件端面的端面图像到内存后，偏振轴检测模块对采集到的图像进行分割处理，获取保偏光纤环尾纤组件端面所对应的区域；对此区域进行去噪、二值化操作；得到保偏光纤环尾纤组件端面上边线的角度；根据光纤培片上表面边线与保偏光纤偏振轴是平行的关系，通过平行关系的传递确定保偏光纤环光纤偏振轴角度信息，并反馈到图像采集模块；

步骤303：计算Y波导和保偏光纤环两者的偏振轴角度差；

根据成像到CCD相机上Y波导端面和保偏光纤环尾纤组件端面的图像的形状和相互位置关系得到Y波导TE模和保偏光纤环光纤偏振轴的角度信息，计算二者的偏差角并显示到图像采集模块，用于偏振轴的对准。

本发明的优点在于：

(1)保偏光纤环和Y波导直接耦合偏振轴对准在线检测装置，完成对Y波导和保偏光纤环光纤偏振轴相对位置的实时检测，而不是采用检测输出端消光比变化的方法，解决了由于光纤环退偏和光路闭合所导致消光比检测精度低或者无法测量的问题。

(2)保偏光纤环和Y波导直接耦合偏振轴对准在线检测装置，通过图像处理模块实时采集Y波导和尾纤组件端面图像，获取Y波导和保偏光纤环光纤偏振轴的位置信息，计算两者的偏差角，对偏振轴对准的最终状态做出定量评价，为进一步提高对轴精度奠定基础。

(3)保偏光纤环和Y波导直接耦合偏振轴对准在线测量方法，提供了一种客观的偏振轴检测和对准的方法，相对于现有的靠夹具保证偏振轴对准方法，对准精度更高。

附图说明

图1是保偏光纤环与Y波导直接耦合示意图；

图2是偏振轴在线检测装置的结构示意图；

图3是偏振轴检测装置实施例一的工作示意图；

图4是偏振轴检测装置实施例二光路结构示意图；

图5是偏振轴检测装置实施例三光路结构示意图；

图6是保偏光纤环和Y波导直接耦合偏振轴在线测量方法流程图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

一种保偏光纤环和Y波导直接耦合偏振轴在线检测装置及其在线测量方法，通过端面成像的方式实时采集Y波导和保偏光纤环光纤组件的端面图像，根据成像到CCD相机上Y波导端面和保偏光纤环尾纤组件端面的图像的形状和相互位置关系获取Y波导和保偏光纤环光纤偏振轴的相对位置信息。

一种保偏光纤环和Y波导直接耦合偏振轴在线检测装置，如图2所示：包括偏振轴检测装置以及图像处理模块；

其中，偏振轴检测装置包括照明系统、成像系统和CCD相机；图像处理模块存储在计算机上。

照明系统采用同轴光照明方式，用于对Y波导端面和保偏光纤环的尾纤组件端面进行照明；

成像系统属于偏振轴检测装置的核心部分，由反射光学元件和物镜组成。

实施例一：

成像系统的具体结构如图3所示，如下：

反射光学元件选取的是镀有高反射膜的高精度直角棱镜，可用旋转反射镜或者双面反射镜替代，起到了折转光轴的作用。

搭建偏振轴检测装置的光路时，Y波导、保偏光纤环尾纤组件、成像系统和CCD相机同轴设置。具体设置为:直角棱镜放置于Y波导端面A与保偏光纤环的尾纤组件端面B之间，以直角棱镜的底面F为基准面，直角棱镜参考平面C与棱镜底面F垂直，参考平面C与Y波导端面A和保偏光纤环的尾纤组件端面B均保持平行，即Y波导与保偏光纤环的尾纤组件的中心同轴连线穿过直角棱镜的参考面C且与其垂直；两侧面D和E为直角反射棱镜的工作面，均镀有高反射膜，分别反射Y波导端面A和保偏光纤环尾纤组件端面B图像信息到物镜。

从Y波导端面A发出的沿光轴方向传播的光线，以45°入射角入射至直角棱镜的侧面E；入射光线经侧面E反射至正对同轴的物镜，且反射光线方向与入射光线方向垂直；物镜通过对带有Y波导端面A信息的反射光线进行成像放大，将Y波导端面A成像在CCD相机的敏感面上。通过调整物镜与Y波导端面A的距离，Y波导端面A能清晰成像在CCD相机的敏感面。由于光路结构的对称性，保偏光纤环的尾纤组件端面B以同样的方式成像在CCD的敏感面上。光路调整完成后，Y波导端面A和保偏光纤环尾纤组件端面B经物镜进行放大，同时清晰成像在同一CCD相机的不同位置。

CCD相机用于实时采集所接收到的Y波导端面A和保偏光纤环的尾纤组件的端面B的图像，并将其传送图像处理模块进行处理；

所述的图像处理模块属于计算机的软件部分，主要包括图像采集模块和偏振轴检测模块；

图像采集模块实时采集端面图像，并结合偏振轴检测模块进行人机交互。

偏振轴检测模块用于对CCD相机接收到的图像进行处理，分别获取Y波导TE模和保偏光纤环光纤偏振轴的角度信息。

Y波导TE模代表的是Y波导偏振轴的方向，且与Y波导端面A的上边线是严格平行的。通过获取Y波导端面A的上边线的角度即得到Y波导偏振轴的角度信息。

具体的计算过程：

首先对CCD相机采集到的图像进行分割，截取Y波导端面A所对应的固定区域；对此区域进行图像去噪、二值化操作；然后获取Y波导端面A的上边缘信息，对上边缘点进行直线拟合得到Y波导端面A上边线所对应的直线方程；以此方程为基准线方程，该基准线方程的直线斜率对应的角度设定为Y波导端面A的上边线的角度，即Y波导偏振轴的角度，记为α。

保偏光纤环光纤偏振轴角度信息的确定依赖于以下的平行关系：保偏光纤环光纤的偏振轴与保偏光纤环尾纤组件端面B上边线是平行的，得到保偏光纤环尾纤组件端面B上边线的角度信息即得到保偏光纤环光纤偏振轴的角度信息。

具体的保偏光纤环光纤偏振轴的角度信息的采集过程如下：首先对CCD相机采集到的图像进行图像分割，获取保偏光纤环尾纤组件端面B所对应的固定区域；对此区域进行去噪、二值化操作；获取保偏光纤环尾纤组件端面B的边缘信息，从而得到保偏光纤环尾纤组件端面B上边线的角度；通过平行关系的传递确定保偏光纤环光纤偏振轴角度信息，将该角度记为β。

计算α-β即得到二者的偏差角；同时将偏差角信息显示到图像采集模块。

实施例二：

所述的直角棱镜采用双面反射镜替代，具体结构如下：

如图4所示，Y波导、保偏光纤环尾纤组件和双面反射镜同轴设置，双面反射镜放置于Y波导和保偏光纤环尾纤组件两端面之间，两个工作面分别对应于Y波导端面和保偏光纤环尾纤组件端面；采用两组物镜分别对Y波导端面和保偏光纤环尾纤组件端面进行成像放大，其中，每一个物镜对应一个CCD相机，两个CCD相机分别用于采集两个端面的图像，并将采集到的两端面图像分别传送到计算机进行处理。

具体为从Y波导端面A发出的沿光轴方向传播的光线，以45°入射角的方向入射至双面反射镜的一侧；入射光线经双面反射镜反射至正对同轴的物镜，且反射光线方向与入射光线方向垂直；物镜通过对带有Y波导端面信息的反射光线进行成像放大，将Y波导端面成像在CCD相机的敏感面上。通过调整物镜与Y波导端面的距离，Y波导端面能清晰成像在CCD相机的敏感面。

尾纤组件端面B发出的沿光轴方向传播的光线，以45°入射角的方向入射到双面反射镜的另一侧，然后经物镜进行放大，成像在CCD的敏感面上。

光路调整完成后，Y波导端面A和保偏光纤环尾纤组件端面B经各自对应的物镜进行放大，成像在所对应的CCD相机敏感面。

实施例三：

所述的直角棱镜采用旋转反射镜代替，具体的结构如下：

如图5所示，Y波导、保偏光纤环尾纤组件和旋转反射镜同轴设置，旋转反射镜放置于Y波导和保偏光纤环尾纤组件两端面之间；旋转反射镜工作面为单个反射面，其旋转中心线垂直于Y波导与保偏光纤环的尾纤组件的中心同轴连线；反射面具有1和2两种位置状态，由另一位置状态旋转90°得到；分别用于将Y波导端面和保偏光纤环尾纤组件端面图像反射到物镜。

旋转反射镜至位置1时，从Y波导端面发出的沿光轴方向传播的光线，以45°入射角的方向入射至旋转反射镜的反射面；入射光线经反射面反射至正对同轴的物镜；经过物镜进行成像放大，将Y波导端面成像在CCD相机的敏感面上。

CCD相机实时采集所接收到的Y波导端面的图像，并将其传送至计算机的图像处理模块进行处理，获取并存储Y波导偏振轴的角度α1。然后，将反射镜旋转至位置2，此时，保偏光纤环尾纤组件端面发出的沿光轴方向传播的光线，同样以45°入射角的方向入射到反射镜，然后经物镜进行放大，成像在CCD的敏感面上。CCD相机实时采集所接收到的保偏光纤环尾纤组件端面的图像，并将其传送至计算机的图像处理模块进行处理，获取保偏光纤环光纤偏振轴的角度β1。结合所存储的Y波导偏振轴的角度α1，计算α1-β1即得到二者的偏差角；同时将偏差角信息显示到图像采集模块。

本发明实现的是保偏光纤环与Y波导直接耦合过程中偏振轴的实时测量，基本原理是通过端面成像方式实时采集Y波导端面和保偏光纤环的尾纤组件的端面的图像，并采用图像处理的方法获取Y波导和保偏光纤环偏振轴相对位置信息。进行Y波导和保偏光纤环尾纤组件端面成像时，需要通过放置于距离很短的两端面之间的反射光学元件转折光轴，才能使物镜对端面进行成像放大。因此，不论Y波导与保偏光纤环之间放置何种光学元件、以何种方式放置，只要其起到的作用与本发明相同，均属于本发明的替代方案。

一种保偏光纤环和Y波导直接耦合偏振轴对准在线测量方法，流程如图6所示，具体包括以下几个步骤：

步骤一、安装Y波导和保偏光纤环尾纤组件，调整Y波导端面与保偏光纤环尾纤组件端面平行；

步骤二、调整成像系统，使CCD相机得到清晰图像；

首先平行移动保偏光纤环尾纤组件使Y波导端面与保偏光纤环尾纤组件端面保持适当距离，将反射光学元件推进到Y波导端面和保偏光纤环尾纤组件端面之间；调整物镜使图像采集模块上清晰显示出CCD相机拍摄的Y波导端面和保偏光纤环尾纤组件端面的图像；

步骤三、采集图像到内存，获取并计算Y波导偏振轴和保偏光纤环光纤偏振轴角度的偏差角；

具体步骤如下：

步骤301：通过获取Y波导端面的上边缘的角度得到Y波导偏振轴的角度信息；

首先对CCD相机采集到的图像进行分割，截取Y波导端面所对应区域；对此区域进行图像去噪、二值化操作；然后获取Y波导端面的上边缘信息，对上边缘点进行直线拟合得到Y波导端面上边线所对应的的直线方程；以此方程为基准线方程，该基准线方程的直线斜率对应的角度设定为Y波导端面的上边线的角度，即Y波导偏振轴的角度；

步骤302：通过得到保偏光纤环尾纤组件端面上边线的角度信息得到保偏光纤环光纤偏振轴的角度信息；

CCD相机采集保偏光纤环尾纤组件端面的端面图像到内存后，偏振轴检测模块对采集到的图像进行分割处理，获取保偏光纤环尾纤组件端面所对应的区域；对此区域进行去噪、二值化操作；得到保偏光纤环尾纤组件端面上边线的角度；根据光纤培片上表面边线与保偏光纤偏振轴是平行的关系，通过平行关系的传递确定保偏光纤环光纤偏振轴角度信息，并反馈到图像采集模块；

步骤303：计算Y波导和保偏光纤环两者的偏振轴角度差；

根据成像到CCD相机上Y波导端面和保偏光纤环尾纤组件端面的图像的形状和相互位置关系得到Y波导TE模和保偏光纤环光纤偏振轴的角度信息，计算二者的偏差角并显示到图像采集模块，用于偏振轴的对准。

Claims (5)

1.保偏光纤环和Y波导直接耦合偏振轴对准在线检测装置，包括偏振轴检测装置以及图像处理模块；

图像处理模块存储在计算机上；

偏振轴检测装置包括照明系统、成像系统和CCD相机，用于获取正对放置的Y波导和保偏光纤环尾纤组件的端面图像；

照明系统采用同轴光照明方式，对Y波导和保偏光纤环的尾纤组件进行照明；

成像系统包括反射光学元件和物镜；反射光学元件、物镜和CCD相机同轴设置；反射光学元件工作面上镀有高反射膜，放置于Y波导与保偏光纤环的尾纤组件之间，将Y波导端面和保偏光纤环尾纤组件端面图像反射到物镜，通过物镜到达CCD的敏感面；

CCD相机实时接收Y波导端面和保偏光纤环的尾纤组件的端面图像，并将其传送图像处理模块进行处理；

图像处理模块分为图像采集模块和偏振轴检测模块；

图像采集模块实时采集CCD相机收集的两个端面图像；

偏振轴检测模块对端面图像进行处理，分别获取Y波导TE模和保偏光纤环光纤偏振轴的角度信息，并计算两者的偏差角，用于偏振轴的对准。

2.如权利要求1所述的一种保偏光纤环和Y波导直接耦合偏振轴对准在线检测装置，其特征在于：所述的反射光学元件为直角棱镜；两侧面镀有高反膜，用于分别反射经过照明后的Y波导端面和保偏光纤环尾纤组件端面的图像信息到物镜；安装时，直角棱镜的底面为基准面，参考平面与底面垂直，参考平面与Y波导端面和保偏光纤环的尾纤组件端面均平行放置。

3.如权利要求1所述的一种保偏光纤环和Y波导直接耦合偏振轴对准在线检测装置，其特征在于：所述的反射光学元件为双面反射镜；双面反射镜的两个工作面分别对应于Y波导端面和保偏光纤环尾纤组件端面；采用两组物镜分别对Y波导端面和保偏光纤环尾纤组件端面进行成像放大，其中，每一个物镜对应一个CCD相机，两个CCD相机分别用于采集两个端面的图像，并将采集到的两端面图像分别传送到计算机进行处理。

4.如权利要求1所述的一种保偏光纤环和Y波导直接耦合偏振轴对准在线检测装置，其特征在于：所述的反射光学元件为旋转反射镜；旋转反射镜工作面为单个反射面，其旋转中心线垂直于Y波导与保偏光纤环的尾纤组件的中心同轴连线；反射面具有两种位置状态：第1位置状态和第2位置状态，第1位置状态由第2位置状态旋转90°得到，或第2位置状态由第1位置状态旋转90°得到；分别用于将Y波导端面和保偏光纤环尾纤组件端面图像反射到物镜。

5.应用权利要求1所述的保偏光纤环和Y波导直接耦合偏振轴对准在线检测装置的保偏光纤环和Y波导直接耦合偏振轴在线测量方法，具体包括以下几个步骤：

步骤一、安装Y波导和保偏光纤环尾纤组件，调整Y波导端面与保偏光纤环尾纤组件端面平行；

步骤二、在Y波导和保偏光纤环直接耦合工艺装置中插入偏振轴对准在线检测装置，调整成像系统，使CCD相机得到清晰图像；

首先，平行移动保偏光纤环尾纤组件使Y波导端面与保偏光纤环尾纤组件端面保持适当距离，将反射光学元件推进到Y波导端面和保偏光纤环尾纤组件端面之间；调整物镜使图像采集模块上清晰显示出CCD相机拍摄的Y波导端面和保偏光纤环尾纤组件端面的图像；

步骤三、采集图像到内存，获取并计算Y波导偏振轴和保偏光纤环光纤偏振轴角度的偏差角；

具体步骤如下：

步骤301：通过获取Y波导端面的上边缘的角度得到Y波导偏振轴的角度信息；

首先对CCD相机采集到的图像进行分割，截取Y波导端面所对应区域；对此区域进行图像去噪、二值化操作；然后获取Y波导端面的上边缘信息，对上边缘点进行直线拟合得到Y波导端面上边线所对应的的直线方程；以此方程为基准线方程，该基准线方程的直线斜率对应的角度设定为Y波导端面的上边线的角度，即Y波导偏振轴的角度；

步骤302：通过得到保偏光纤环尾纤组件端面上边线的角度信息得到保偏光纤环光纤偏振轴的角度信息；

CCD相机采集保偏光纤环尾纤组件端面的端面图像到内存后，偏振轴检测模块对采集到的图像进行分割处理，获取保偏光纤环尾纤组件端面所对应的区域；对此区域进行去噪、二值化操作；得到保偏光纤环尾纤组件端面上边线的角度；根据光纤培片上表面边线与保偏光纤偏振轴平行，通过平行关系的传递确定保偏光纤环光纤偏振轴角度信息，并反馈到图像采集模块；

步骤303：计算Y波导和保偏光纤环两者的偏振轴角度差；

根据成像到CCD相机上Y波导端面和保偏光纤环尾纤组件端面的图像的形状和相互位置关系得到Y波导TE模和保偏光纤环光纤偏振轴的角度信息，计算二者的偏差角并显示到图像采集模块，用于偏振轴的对准。