CN106500964B - 中长工作距离单模单光纤准直器的光斑机调试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种中长工作距离单模单光纤准直器的光斑机调试系统及方法，包括激光点光源、光斑机、中长工作距离单模单光纤准直器、五维调节架和滑台，所述的激光点光源与所述的中长工作距离单模单光纤准直器相连接，所述的光斑机与计算机相连接，所述的中长工作距离单模单光纤准直器设置于所述的五维调节架上，所述的光斑机设置于所述的滑台上。采用该中长工作距离单模单光纤准直器的光斑机调试系统及方法，降低了光路的调试难度，提升了调试精度，使中长工作距离单模单光纤准直器的插入损耗更小、成对互配性更高，产品一致性和一次合格率更高，减小了调试时间，提高了员工的工作效率，并同样适用于特殊波段850nm、1060nm的中长工作距离的中长工作距离单模单光纤准直器，具有广泛的应用范围。

Description

中长工作距离单模单光纤准直器的光斑机调试系统及方法

技术领域

本发明涉及光纤通信技术领域，尤其涉及光路调试技术领域，具体是指一种中长工作距离单模单光纤准直器的光斑机调试系统及方法。

背景技术

目前一般常见的中长工作距离单模单光纤准直器的调试系统是通过微调架进行反射法、透射法或全自动调试；反射法调试是用相应波长带宽的反射镜在工作距离的一半处反射法调试待调中长工作距离的单模单光纤准直器，把反射插入损耗调至到最小。光路中包含相应波长的激光点光源、均分光纤耦合器、相应波长带宽的反射镜和光功率计。透射法调试是将二支中长工作距离的单模单光纤准直器放置在距工作距离二端处，把透射插入损耗调至最小。光路中包含相应波长的激光点光源和光功率计。

由于中长工作距离单模单光纤准直器对应的中长工作距离较长，在透射法或反射法调试系统中耦合调试会非常缓慢，从而降低了员工的效率，减少的生产产量。全自动调试一般至少通过自动调节架和光功率检测器或光束质量分析仪或二者结合进行自动调试，此调试系统中设备相对较多，且比较昂贵并容易出现故障，设备中的设置也相对复杂，调试系统过于依赖设备做出的判断，从而降低了人的主观能动性。本发明一种中长工作距离单模单光纤准直器的光斑机调试系统及方法克服这些困难，还是通过人进行操作调试，并从中通过一些方法克服设备上的一些缺点和不足。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够实现提升调试精度，降低调试损耗，提高产品调试的一致性的中长工作距离单模单光纤准直器的光斑机调试系统及方法。

为了实现上述目的，本发明具有如下构成：

该中长工作距离单模单光纤准直器的光斑机调试系统，其主要特征是，所述的调试系统包括依次设置的激光点光源、调节架、中长工作距离单模单光纤准直器和光斑机，所述的光斑机包括一探头，且该探头可移动的安装在该调试系统中，且所述的中长工作距离单模单光纤准直器与所述的激光点光源相连接，所述的中长工作距离单模单光纤准直器包括单模单光纤尾纤、透镜和玻璃管，所述的单模单光纤尾纤可移动的安装在所述的调节架上，所述的透镜与所述的调节架相对固定，所述的光斑机连接有一计算机，该计算机包括一显示屏，且所述的计算机内置一光斑机软件。

较佳地，所述的调节架包括一五维调节架，所述的五维调节架包括一X-Y-Z轴单轴位移调节架和一二维调节架，所述的X-Y-Z轴单轴位移调节架包括一X轴调节旋钮和Y轴调节旋钮，所述的二维调节架包括二个二维俯仰角旋钮，所述的二维调节架上连接有一一维调节架，所述的透镜粘接于一玻璃管第一端内侧，所述的单模单光纤尾纤插入所述的玻璃管的第二端，所述的透镜通过所述的玻璃管相对固定在所述的二维调节架上，且所述的单模单光纤尾纤通过所述的一维调节架可移动的安装在所述的二维调节架上，且所述的透镜置于靠近所述的探头的一端。

较佳地，所述的透镜和所述的单模单光纤尾纤均包括一8度面，所述的透镜的8度面和所述的单模单光纤尾纤的8度面平行且相邻设置，且所述的透镜的8度面和所述的单模单光纤尾纤的8度面均镀有增透膜层。

较佳地，所述的探头通过一滑台可移动的安装于该调试系统中，所述的探头的探测面上具有一垂直相交的X1向扫描窄缝和Y2向扫描窄缝。

较佳地，所述的激光点光源连接有一光纤连接器，所述的调试系统还包括一光纤适配器，所述的光纤适配器的第一端通过一法兰盘连接至所述的光纤连接器，该光纤适配器的另一端与所述的单模单光纤尾纤相连接。

较佳地，所述的光斑机为一Photon NanoScan光斑机。

以上所述的调试系统实现中长工作距离单模单光纤准直器的光斑机调试的方法，其主要特点是，所述的光斑机包括一探头，所述的探头的探面上具有一垂直相交的X1向扫描窄缝和Y2向扫描窄缝，所述的光斑机软件包括一光束点监控窗口用以观察光束点，且所述的方法包括以下步骤：

(1)确定所述的光斑机探头的中心点的位置；

(2)对所述的调节架和所述的光斑机进行相对垂直度调节；

(3)所述的光斑机置于一初始工作距离处，用户根据所述的中长工作距离单模单光纤准直器出射的光束形成的光束点大小对该初始距离单模单光纤准直器进行调节；

(4)所述的光斑机置于该中长工作距离单模单光纤准直器对应的中长工作距离处，用户根据所述的单模单光纤准直器出射的光束形成的光束点大小对该中长工作距离单模单光纤准直器进行调节。

较佳地，所述的步骤(1)包括以下步骤：

(1-1)用户在所述的X1向扫描窄缝和Y2向扫描窄缝的相交处的中心区域制定一中心点；

(1-2)用户通过所述的光束点监控窗口观察所述的光束点的位置，并通过调节所述的调节架调节所述的中长工作距离单模单光纤准直器发射的光束点至所述的中心点所在的坐标位置。

较佳地，所述的调节架包括一维调节架和五维调节架，所述的五维调节架包括一X-Y-Z轴单轴位移调节架和一二维调节架，且所述的一维调节架安装在所述的二维调节架，所述的X-Y-Z轴单轴位移调节架包括一X轴调节旋钮和Y轴调节旋钮，所述的二维调节架包括二个二维俯仰角旋钮，所述的步骤(2)包括以下步骤：

(2-1)用户将所述的光斑机移动至距离0度角中长工作距离单模单光纤准直器较远工作距离处，调节五维调节架上的二维俯仰角旋钮使0度角中长工作距离单模单光纤准直器的光束点移至中心点；

(2-2)用户将所述的光斑机移动至靠近该0度角中长工作距离单模单光纤准直器较近的工作距离处，调节X-Y-Z轴单轴位移调节架的X轴调节旋钮和Y轴调节旋钮使所述的0度角中长工作距离单模单光纤准直器的光束点移至中心点；

(2-3)用户重复所述的步骤(2-1)和所述的(2-2)，使所述的光斑机在距离该0度角中长工作距离单模单光纤准直器的较远的工作距离处接收到的光束点和距离该0度角中长工作距离单模单光纤准直器较近的工作距离处接收到的光束点都落在所述的中心点上。

较佳地，所述的调节架为一五维调节架，所述的五维调节架包括一X-Y-Z轴单轴位移调节架和一二维调节架，所述的X-Y-Z轴单轴位移调节架包括一X轴调节旋钮和Y轴调节旋钮，所述的二维调节架包括二个二维俯仰角旋钮，所述的二维调节架上连接有一一维调节架，所述的光斑机软件还包括一高斯光束图像窗口和一13.5％的光束点大小和坐标位置的数据显示窗口，其中所述的高斯光束图像窗口用以显示所述的中长工作距离单模单光纤准直器出射的光束经过所述的X1向扫描窄缝和Y2向扫描窄缝后形成的高斯光束的图像，所述的13.5％的光束点大小和坐标位置的数据显示窗口用以显示所述的中长工作距离单模单光纤准直器出射的光束形成大小和坐标位置，且所述的步骤(3)包括以下步骤：

(3-1)用户将待调试的中长工作距离单模单光纤准直器安装于所述的调节架上；

(3-2)用户将所述的探头移动至距离所述的中长工作距离单模单光纤准直器的初始工作距离处，并通过所述的13.5％的光束点大小和坐标位置的数据显示窗口观察该光斑机接收到的光束点大小和坐标位置；

(3-3)用户通过所述的光束点监控窗口观察该光斑机接收到的光束点的坐标位置，调节所述的X-Y-Z轴单轴位移调节架，将所述的光斑机接收到的所述的中长工作距离单模单光纤准直器发射出的光束点调节到所述的中心点处；

(3-4)用户通过所述的一维调节架调节所述的单模单光纤尾纤和透镜之间的距离，直至所述的中长工作距离单模单光纤准直器出射的光束形成的光束点大小与该中长工作距离单模单光纤准直器的光束点在该初始工作距离处的理论大小相一致或在适宜偏差范围内；

(3-5)用户通过比较所述的高斯光束图像窗口获取X1向扫描窄缝出射的高斯光束形成的光束点大小和Y2向扫描窄缝出射的高斯光束形成的光束点大小，并取二值之中最小值作为最终参考的光束点大小。

较佳地，所述的步骤(4)具体为：

用户将所述的光斑机移动至所述的中长工作距离单模单光纤准直器对应的中长工作距离处，并通过调节所述的调节架使所述的光斑机在该中长工作距离单模单光纤准直器对应的中长工作距离处时接收到的光束点的大小和该中长工作距离单模单光纤准直器的光束点在该对应的中长工作距离处的理论大小相一致或在适宜偏差范围内。

采用了该发明中的中长工作距离单模单光纤准直器的光斑机调试系统及方法，降低了光路的调试难度，提升了调试精度，使中长工作距离单模单光纤准直器的插入损耗更小、成对互配性更高，产品一致性和一次合格率更高，减小了调试时间，提高了员工的工作效率，并同样适用于特殊波段850nm、1060nm的中长工作距离的中长工作距离单模单光纤准直器，具有广泛的应用范围。

附图说明

图1为本发明的中长距离单模单光纤准直器的光斑机调试系统连接显示器后的连接关系示意图。

图2为本发明的中长距离单模单光纤准直器的结构示意图。

图3为本发明的光斑机的探头正中的有效通光孔径中的X1轴扫描窄缝和Y2轴扫描窄缝的X-Y方向示意图。

图4为本发明的中长距离单模单光纤准直器的光斑机调试系统不连接显示器时的侧视图。

图5为本发明的中长距离单模单光纤准直器的光斑机调试系统不连接显示器时的俯视图。

图6为本发明的一维调节架调试中长距离单模单光纤准直器的示意图。

图7为本发明的光斑机软件的界面及中心点的坐标位置定位示意图。

图8为本发明的光斑机的探头和五维调节架垂直度调节示意图。

图9为单模光纤1310nm 200WD中长距离单模单光纤准直器在30mm工作距离处的光斑大小调试示意图。

图10为光斑机软件中的单模光纤1310nm 200WD中长距离单模单光纤准直器在30mm处的光斑大小监控示意图。

图11为光斑机软件中的单模光纤1310nm 200WD中长距离单模单光纤准直器在200mm处的光斑大小监控示意图。

图12为单模光纤1310nm 200WD中长距离单模单光纤准直器在200mm处的光斑大小调试示意图。

附图标记说明：

1 显示器

2 激光光源

3 中长距离单模单光纤准直器

4 探头

5 透镜

6 单模单光纤尾纤

7 旋转调整螺丝

8 探测面

9 有效通光孔径

10 中心点

11 旋转支架

12 Y轴调节旋钮

13 一维调节架

14 五维调节架

15 二维俯仰角旋钮

16 滑台

17 X轴调节旋钮

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

该中长工作距离单模单光纤准直器的光斑机调试系统，其主要特征是，所述的调试系统包括依次设置的激光点光源、调节架、中长工作距离单模单光纤准直器和光斑机，所述的光斑机包括一探头，且该探头可移动的安装在该调试系统中，且所述的中长工作距离单模单光纤准直器与所述的激光点光源相连接，所述的中长工作距离单模单光纤准直器包括单模单光纤尾纤、透镜和玻璃管，所述的单模单光纤尾纤可移动的安装在所述的调节架上，所述的透镜与所述的调节架相对固定，所述的光斑机连接有一计算机，该计算机包括一显示屏，且所述的计算机内置一光斑机软件。

请参阅图6，所述的调节架包括一五维调节架，所述的五维调节架包括一X-Y-Z轴单轴位移调节架和一二维调节架，所述的X-Y-Z轴单轴位移调节架包括一X轴调节旋钮和Y轴调节旋钮，所述的二维调节架包括二个二维俯仰角旋钮，所述的二维调节架上连接有一一维调节架，所述的透镜粘接于一玻璃管第一端内侧，所述的单模单光纤尾纤插入所述的玻璃管的第二端，所述的透镜通过所述的玻璃管相对固定在所述的二维调节架上，且所述的单模单光纤尾纤通过所述的一维调节架可移动的安装在所述的二维调节架上，且所述的透镜置于靠近所述的探头的一端。

所述的透镜和所述的单模单光纤尾纤均包括一8度面，所述的透镜的8度面和所述的单模单光纤尾纤的8度面平行且相邻设置，且所述的透镜的8度面和所述的单模单光纤尾纤的8度面均镀有增透膜层。

较佳地，所述的探头通过一滑台可移动的安装于该调试系统中，所述的探头的探测面上具有一垂直相交的X1向扫描窄缝和Y2向扫描窄缝。

所述的激光点光源连接有一光纤连接器，所述的调试系统还包括一光纤适配器，所述的光纤适配器的第一端通过一法兰盘连接至所述的光纤连接器，该光纤适配器的另一端与所述的单模单光纤尾纤相连接。

所述的光斑机为一Photon NanoScan光斑机。

以上所述的调试系统实现中长工作距离单模单光纤准直器的光斑机调试的方法，其主要特点是，所述的光斑机包括一探头，所述的探头的探面上具有一垂直相交的X1向扫描窄缝和Y2向扫描窄缝，所述的光斑机软件包括一光束点监控窗口用以观察光束点，且所述的方法包括以下步骤：

(1)确定所述的光斑机探头的中心点的位置；

(2)对所述的调节架和所述的光斑机进行相对垂直度调节；

(3)所述的光斑机置于一初始工作距离处，用户根据所述的中长工作距离单模单光纤准直器出射的光束形成的光束点大小对该初始距离单模单光纤准直器进行调节；

(4)所述的光斑机置于该中长工作距离单模单光纤准直器对应的中长工作距离处，用户根据所述的单模单光纤准直器出射的光束形成的光束点大小对该中长工作距离单模单光纤准直器进行调节。

所述的步骤(1)包括以下步骤：

(1-1)用户在所述的X1向扫描窄缝和Y2向扫描窄缝的相交处的中心区域制定一中心点；

(1-2)用户通过所述的光束点监控窗口观察所述的光束点的位置，并通过调节所述的调节架调节所述的中长工作距离单模单光纤准直器发射的光束点至所述的中心点所在的坐标位置。

所述的调节架包括一维调节架和五维调节架，所述的五维调节架包括一X-Y-Z轴单轴位移调节架和一二维调节架，且所述的一维调节架安装在所述的二维调节架，所述的X-Y-Z轴单轴位移调节架包括一X轴调节旋钮和Y轴调节旋钮，所述的二维调节架包括二个二维俯仰角旋钮，所述的步骤(2)包括以下步骤：

(2-1)用户将所述的光斑机移动至距离0度角中长工作距离单模单光纤准直器较远工作距离处，调节五维调节架上的二维俯仰角旋钮使0度角中长工作距离单模单光纤准直器的光束点移至中心点；

(2-2)用户将所述的光斑机移动至靠近该0度角中长工作距离单模单光纤准直器较近的工作距离处，调节X-Y-Z轴单轴位移调节架的X轴调节旋钮和Y轴调节旋钮使所述的0度角中长工作距离单模单光纤准直器的光束点移至中心点；

(2-3)用户重复所述的步骤(2-1)和所述的(2-2)，使所述的光斑机在距离该0度角中长工作距离单模单光纤准直器的较远的工作距离处接收到的光束点和距离该0度角中长工作距离单模单光纤准直器较近的工作距离处接收到的光束点都落在所述的中心点上。

所述的调节架为一五维调节架，所述的五维调节架包括一X-Y-Z轴单轴位移调节架和一二维调节架，所述的X-Y-Z轴单轴位移调节架包括一X轴调节旋钮和Y轴调节旋钮，所述的二维调节架包括二个二维俯仰角旋钮，所述的二维调节架上连接有一一维调节架，所述的光斑机软件还包括一高斯光束图像窗口和一13.5％的光束点大小和坐标位置的数据显示窗口，其中所述的高斯光束图像窗口用以显示所述的中长工作距离单模单光纤准直器出射的光束经过所述的X1向扫描窄缝和Y2向扫描窄缝后形成的高斯光束的图像，所述的13.5％的光束点大小和坐标位置的数据显示窗口用以显示所述的中长工作距离单模单光纤准直器出射的光束形成大小和坐标位置，且所述的步骤(3)包括以下步骤：

(3-1)用户将待调试的中长工作距离单模单光纤准直器安装于所述的调节架上；

(3-2)用户将所述的探头移动至距离所述的中长工作距离单模单光纤准直器的初始工作距离处，并通过所述的13.5％的光束点大小和坐标位置的数据显示窗口观察该光斑机接收到的光束点大和坐标位置；

(3-3)用户通过所述的光束点监控窗口观察该光斑机接收到的光束点的坐标位置，调节所述的X-Y-Z轴单轴位移调节架，将所述的光斑机接收到的所述的中长工作距离单模单光纤准直器发射出的光束点调节到所述的中心点处；

(3-4)用户通过所述的一维调节架调节所述的单模单光纤尾纤和透镜之间的距离，直至所述的中长工作距离单模单光纤准直器出射的光束形成的光束点大小与该中长工作距离单模单光纤准直器的光束点在该初始工作距离处的理论大小相一致或在适宜偏差范围内；

(3-5)用户通过比较所述的高斯光束图像窗口获取X1向扫描窄缝出射的高斯光束形成的光束点大小和Y2向扫描窄缝出射的高斯光束形成的光束点大小，并取二值之中最小值作为最终参考的光束点大小。

所述的步骤(4)具体为：

用户将所述的光斑机移动至所述的中长工作距离单模单光纤准直器对应的中长工作距离处，并通过调节所述的调节架使所述的光斑机在该中长工作距离单模单光纤准直器对应的中长工作距离处时接收到的光束点的大小和该中长工作距离单模单光纤准直器的光束点在该对应的中长工作距离处的理论大小相一致或在适宜偏差范围内。

请参阅图2，在一种具体的实施方式中，本发明相应波长的激光点光源、PhotonNanoScan光斑机、待调的中长工作距离的中长工作距离单模单光纤准直器。待调的中长工作距离的中长工作距离单模单光纤准直器包括单模单光纤尾纤、透镜、玻璃管。

如图4和图5所示，所述的待调的中长工作距离的中长工作距离单模单光纤准直器架在五维调节架上，距30mm工作距离处放置光斑机的探头，光斑机的探头下放置滑台，滑台用于垂直度的调节和工作距离的调节。组成所述的待调的中长工作距离的中长工作距离单模单光纤准直器的透镜和单模单光纤尾纤分别插入玻璃管的两头，透镜先用紫外胶水固定在玻璃管一头处，单模单光纤尾纤通过一维调节架，调节单模单光纤尾纤和透镜之间的间隙，调制出30mm工作距离处的光束点大小。通过滑台把光斑机的探头拉至整个工作距离处，再次微调一维调节架，调节出整个工作距离处的光束点大小。30mm工作距离处的光束点大小和整个工作距离处的光束点大小都要满足相应的控制范围内。

所述的中长工作距离的中长工作距离单模单光纤准直器在整个工作距离中的任一位置都有着明确的光束点大小，并且整体光束呈现出远场发散角很小、准直度很高的情况。

所述的中长工作距离的中长工作距离单模单光纤准直器由于工作距离较长，整体光束远场发散角很小，所以整个工作距离中的任一二个相近位置之间的光束点大小非常接近，导致通过调节一个工作距离处的光束点大小已经远远不够，需要在二个工作距离处一起调节二处的光束点大小，从而提升所述的中长工作距离的中长工作距离单模单光纤准直器的性能指标。

所述的中长工作距离单模单光纤准直器的一个光束点大小控制范围是通过对单模单光纤尾纤的8度角面发射出来的近似基模高斯光束在间隙、透镜和整个工作距离传播和转换的光学理论计算和实际的操作的情况进行制定。

如图2所示，所述待调的中长工作距离的中长工作距离单模单光纤准直器，是由一根单模单光纤尾纤、一个透镜、一个玻璃管组成。透镜和单模单光纤尾纤的平面端面都进行8度角研磨抛光并镀相应波长的增透膜层，用来提高待调的中长工作距离的中长工作距离单模单光纤准直器的回波损耗。透镜的8度角面的高点对应单模单光纤尾纤的8度角面的低点，或是透镜的8度角面的低点对应单模单光纤尾纤的8度角面的高点。

所述相应波长的激光点光源发射的光束要稳定、光束的基模高斯图形质量要高。

如图1所示，所述待调的中长工作距离的中长工作距离单模单光纤准直器的光纤末端插入到适配器中。并和相应波长的激光点光源外接的光纤连接器通过法兰盘连接起来。光纤适配器和光纤连接器的端面由于上千次的插拔，需要经常更换，这样才能保证光束强度的稳定，带来更高的制作精度。

所述Photon NanoScan光斑机的探头表面的X-Y方向示意图，如图3所示。光斑机通过光斑机的探头正中的有效通光孔径中二个相互垂直的窄缝获取光束的数据。一条窄缝称为X1轴方向的扫描窄缝。一条称为Y2轴方向的扫描窄缝。通过待调的中长工作距离的中长工作距离单模单光纤准直器发射出的光束要尽量打射在二个相互垂直的窄缝相交的中心区域上。光斑机可探测出任一支光束在某一垂直于光轴的截平面上的二个相互垂直方向的光束点参数。也就是说光斑机软件会对任意一支光束生成二组数据。一组是X1轴方向的扫描窄缝获取的数据，一组是Y2轴方向的扫描窄缝获取的数据。

所述Photon NanoScan光斑机自带的电脑显示器中打开NanoScan v2软件。NanoScan v2软件中有几个功能窗口需要使用：光束点监控窗口、13.5％的光束点大小和坐标位置的数据显示窗口和X1轴方向的扫描窄缝和Y2轴方向的扫描窄缝获取的高斯光束的图像显示窗口，如图7所示。光束点监控窗口用于定位中心点,并调节光束点至中心点。13.5％的光束点大小和坐标位置的数据显示窗口用于调试监控光束点大小和坐标位置。X1轴方向的扫描窄缝和Y2轴方向的扫描窄缝获取的高斯光束的图像显示窗口用于监控光束的高斯光束拟合程度和坐标位置。监控高斯光束的拟合程度是指监控光斑机探测出来的光束的光强度分布是否按空间上高斯函数图形分布；比如有时候由于原材料的问题，光束会出现变形；有时候由于光斑机探测出来的光强太弱，光束图形无法形成。

在一种更具体的实施方式中，本发明包括FP-LD 1310nm波长的激光点光源、Photon NanoScan的光斑机、待调的单模光纤1310nm 200WD中长工作距离单模单光纤准直器。200WD指代待调的单模光纤1310nm 200WD中长工作距离单模单光纤准直器对应的中长工作距离。待调的单模光纤1310nm 200WD中长工作距离单模单光纤准直器包括单模单光纤尾纤、R2.978平凸透镜、外径OD2.78×内径ID1.805玻璃管。待调的单模光纤1310nm 200WD中长工作距离单模单光纤准直器架在五维调节架上，距30mm工作距离处放置光斑机的探头，光斑机的探头下放置滑台，滑台用于垂直度的调节和工作距离的调节。所述的R2.978平凸透镜和单模单光纤尾纤分别插入外径OD2.78×内径ID1.805玻璃管的两头，R2.978平凸透镜先用紫外胶水固定在外径OD2.78×内径ID1.805玻璃管一头处，单模单光纤尾纤通过一维调节架，调节单模单光纤尾纤和R2.978透镜之间的间隙，调制出要求的光斑大小。通过滑台把光斑机的探头拉至该中长工作距离200mm处，再次微调一维调节架，调节出该中长工作距离200mm处的光斑大小。30mm工作距离处的光斑大小和该中长工作距离200mm处的光斑大小都要满足相应的控制范围内。各项参数控制范围表格如下，原材料参数控制区间如表1所示，30mm工作距离的光斑大小控制区间如表2所示，200mm工作距离的光斑大小控制区间表格如表3所示：

表1

表2

表3

在相互垂直的X1和Y2扫描窄缝的相交处的中心区域寻找一坐标位置，制定为中心点。此处把(X:1680，Y:1680)坐标点设置为中心点。设置好中心点后，在光束点监控窗口中会看到光束点在正中心位置。光束点就是光斑机的探头探测到的单光束。之后，每调试一支待调的单模光纤1310nm 200WD中长工作距离单模单光纤准直器，都需要把从待调的单模光纤1310nm 200WD中长工作距离单模单光纤准直器发射出的光束点调节到中心点的坐标位置。

如图8所示，用一支0度角中长工作距离单模单光纤准直器对五维调节架和光斑机进行垂直度调节，移动滑台上光斑机至100mm距离处，调节五维调节架上的二维俯仰角旋钮使之0度角中长工作距离单模单光纤准直器的光束点移至中心点；再移动滑台上光斑机至5mm距离处，调节X-Y-Z轴单轴位移调整台的X和Y轴调节旋钮使之0度角中长工作距离单模单光纤准直器的光束点移至中心点。来回几次，使之100mm距离和5mm距离的0度角中长工作距离单模单光纤准直器的光束点都落在中心点上。

如图9和图10所示，把所述的待调的单模光纤1310nm 200WD中长工作距离单模单光纤准直器架在五维调节架上的一维调节架上，距30mm处放置光斑机的探头，监控光束的光斑大小13.5％和位置的数据显示窗口中单光束的光斑大小和坐标位置。调节X-Y-Z轴单轴位移调整台的X和Y轴调节旋钮，把待调的单模光纤1310nm 200WD中长工作距离单模单光纤准直器发射出的光束点调节到中心点的坐标位置。通过一维调节架调节所述的待调的单模光纤1310nm 200WD中长工作距离单模单光纤准直器的单模单光纤尾纤和R2.978平凸透镜之间的间隙，调制光斑大小至30mm工作距离处的光斑大小控制区间695～710um范围内。取X1和Y2扫描窄缝获取单光束的二个光斑大小中最小值作为最终参考的光斑大小。一般情况，Y2扫描窄缝获取的光斑大小要小于X1扫描窄缝获取的光斑大小。

如图11和图12所示，通过滑台把光斑机的探头拉至该中长工作距离200mm处，查看此处的光斑大小。如果满足200mm中长工作距离处的光斑大小控制范围720～800um。无需再调节。但按照实际操作经验，由于中长工作距离的中长工作距离单模单光纤准直器整个工作距离较长，光束发散角较小，在30mm处调节的单模单光纤尾纤和R2.978平凸透镜之间的间隙无法十分准确地把发射出的单光束整形到100mm左右处束腰、并关于束腰处位置轴对称的高斯光束。一般会出现二种情况，其一该中长工作距离200mm处的光斑大小大至850um以上；其二该中长工作距离200mm处的光斑大小会小至650um以下。所以碰到这二种情况都需要再次调节一维调节架，把光斑大小调制到200mm中长工作距离处的光斑大小控制范围720～800um。此控制范围较大，按照调节量越小越好的原则进行调节。对于中长工作距离的中长工作距离单模单光纤准直器，可以把实际该中长工作距离适量缩短，都会取得非常好的耦合插损。

在一次单模光纤1310nm 200WD中长工作距离单模单光纤准直器3的光斑机调试步骤中需要经过中心点定位、垂直度调节、工作距离30mm光斑大小调节、中长工作距离200mm光斑大小调节四个步骤完成。首三样单模光纤1310nm200WD中长工作距离单模单光纤准直器制作完成后，需在微调架上透射法任意成对互测1310nm波长处的插入损耗，插损要在0.3dB之内，使用透射法测试时任二个单模光纤1310nm 200WD中长工作距离单模单光纤准直器3之间的距离为该中长工作距离200mm。

采用了该发明中的中长工作距离单模单光纤准直器的光斑机调试系统及方法，降低了光路的调试难度，提升了调试精度，使中长工作距离单模单光纤准直器的插入损耗更小、成对互配性更高，产品一致性和一次合格率更高，减小了调试时间，提高了员工的工作效率，并同样适用于特殊波段850nm、1060nm的中长工作距离的中长工作距离单模单光纤准直器，具有广泛的应用范围。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (11)

1.一种中长工作距离单模单光纤准直器的光斑机调试系统，其特征在于，所述的调试系统包括依次设置的激光点光源、调节架、中长工作距离单模单光纤准直器和光斑机，所述的光斑机包括一探头，且该探头可移动的安装在该调试系统中，且所述的中长工作距离单模单光纤准直器与所述的激光点光源相连接，所述的中长工作距离单模单光纤准直器包括单模单光纤尾纤和透镜和玻璃管，所述的单模单光纤尾纤可移动的安装在所述的调节架上，所述的透镜与所述的调节架相对固定，所述的光斑机连接有一计算机，该计算机包括一显示屏，且所述的计算机内置一光斑机软件；

所述的探头的探面上具有一垂直相交的X1向扫描窄缝和Y2向扫描窄缝，所述的光斑机软件包括一光束点监控窗口用以观察光束点；

所述的调试系统进行实现中长工作距离单模单光纤准直器的光斑机调试操作，其中，所述的实现中长工作距离单模单光纤准直器的光斑机调试操作进行以下处理：

(1)确定所述的光斑机探头的中心点的位置；

(2)对所述的调节架和所述的光斑机进行相对垂直度调节；

(3)所述的光斑机置于一初始工作距离处，用户根据所述的中长工作距离单模单光纤准直器出射的光束形成的光束点大小对该初始距离单模单光纤准直器进行调节；

(4)所述的光斑机置于该中长工作距离单模单光纤准直器对应的中长工作距离处，用户根据所述的单模单光纤准直器出射的光束形成的光束点大小对该中长工作距离单模单光纤准直器进行调节。

2.根据权利要求1所述的中长工作距离单模单光纤准直器的光斑机调试系统，其特征在于，所述的调节架包括一五维调节架，所述的五维调节架包括一X-Y-Z轴单轴位移调节架和一二维调节架，所述的X-Y-Z轴单轴位移调节架包括一X轴调节旋钮和Y轴调节旋钮，所述的二维调节架包括二个二维俯仰角旋钮，所述的二维调节架上连接有一一维调节架，所述的透镜粘接于一玻璃管第一端内侧，所述的单模单光纤尾纤插入所述的玻璃管的第二端，所述的透镜通过所述的玻璃管相对固定在所述的二维调节架上，且所述的单模单光纤尾纤通过所述的一维调节架可移动的安装在所述的二维调节架上，且所述的透镜置于靠近所述的探头的一端。

3.根据权利要求1所述的中长工作距离单模单光纤准直器的光斑机调试系统，其特征在于，所述的透镜和所述的单模单光纤尾纤均包括一8度面，所述的透镜的8度面和所述的单模单光纤尾纤的8度面平行且相邻设置，且所述的透镜的8度面和所述的单模单光纤尾纤的8度面均镀有增透膜层。

4.根据权利要求1所述的中长工作距离单模单光纤准直器的光斑机调试系统，其特征在于，所述的探头通过一滑台可移动的安装于该调试系统中。

5.根据权利要求1所述的中长工作距离单模单光纤准直器的光斑机调试系统，其特征在于，所述的激光点光源连接有一光纤连接器，所述的调试系统还包括一光纤适配器，所述的光纤适配器的第一端通过一法兰盘连接至所述的光纤连接器，该光纤适配器的另一端与所述的单模单光纤尾纤相连接。

6.根据权利要求1所述的中长工作距离单模单光纤准直器的光斑机调试系统，其特征在于，所述的光斑机为一Photon NanoScan光斑机。

7.一种基于权利要求1至6中任一项所述的调试系统实现中长工作距离单模单光纤准直器的光斑机调试的方法，其特征在于，所述的光斑机包括一探头，所述的探头的探面上具有一垂直相交的X1向扫描窄缝和Y2向扫描窄缝，所述的光斑机软件包括一光束点监控窗口用以观察光束点，且所述的方法包括以下步骤：

(1)确定所述的光斑机探头的中心点的位置；

(2)对所述的调节架和所述的光斑机进行相对垂直度调节；

(3)所述的光斑机置于一初始工作距离处，用户根据所述的中长工作距离单模单光纤准直器出射的光束形成的光束点大小对该初始距离单模单光纤准直器进行调节；

(4)所述的光斑机置于该中长工作距离单模单光纤准直器对应的中长工作距离处，用户根据所述的单模单光纤准直器出射的光束形成的光束点大小对该中长工作距离单模单光纤准直器进行调节。

8.根据权利要求7所述的中长工作距离单模单光纤准直器的光斑机调试的方法，其特征在于，所述的步骤(1)包括以下步骤：

(1-1)用户在所述的X1向扫描窄缝和Y2向扫描窄缝的相交处的中心区域制定一中心点；

(1-2)用户通过所述的光束点监控窗口观察所述的光束点的位置，并通过调节所述的调节架调节所述的中长工作距离单模单光纤准直器发射的光束点至所述的中心点所在的坐标位置。

9.根据权利要求7所述的中长工作距离单模单光纤准直器的光斑机调试的方法，其特征在于，所述的调节架包括一维调节架和五维调节架，所述的五维调节架包括一X-Y-Z轴单轴位移调节架和一二维调节架，且所述的一维调节架安装在所述的二维调节架，所述的X-Y-Z轴单轴位移调节架包括一X轴调节旋钮和Y轴调节旋钮，所述的二维调节架包括二个二维俯仰角旋钮，所述的步骤(2)包括以下步骤：

(2-1)用户将所述的光斑机移动至距离0度角中长工作距离单模单光纤准直器较远工作距离处，调节五维调节架上的二维俯仰角旋钮使0度角中长工作距离单模单光纤准直器的光束点移至中心点；

(2-2)用户将所述的光斑机移动至靠近该0度角中长工作距离单模单光纤准直器较近的工作距离处，调节X-Y-Z轴单轴位移调节架的X轴调节旋钮和Y轴调节旋钮使所述的0度角中长工作距离单模单光纤准直器的光束点移至中心点；

(2-3)用户重复所述的步骤(2-1)和所述的(2-2)，使所述的光斑机在距离该0度角中长工作距离单模单光纤准直器的较远的工作距离处接收到的光束点和距离该0度角中长工作距离单模单光纤准直器较近的工作距离处接收到的光束点都落在所述的中心点上。

10.根据权利要求7所述的中长工作距离单模单光纤准直器的光斑机调试的方法，其特征在于，所述的调节架为一五维调节架，所述的五维调节架包括一X-Y-Z轴单轴位移调节架和一二维调节架，所述的X-Y-Z轴单轴位移调节架包括一X轴调节旋钮和Y轴调节旋钮，所述的二维调节架包括二个二维俯仰角旋钮，所述的二维调节架上连接有一一维调节架，所述的光斑机软件还包括一高斯光束图像窗口和一13.5％的光束点大小和坐标位置的数据显示窗口，其中所述的高斯光束图像窗口用以显示所述的中长工作距离单模单光纤准直器出射的光束经过所述的X1向扫描窄缝和Y2向扫描窄缝后形成的高斯光束的图像，所述的13.5％的光束点大小和坐标位置的数据显示窗口用以显示所述的中长工作距离单模单光纤准直器出射的光束形成大小和坐标位置，且所述的步骤(3)包括以下步骤：

(3-1)用户将待调试的中长工作距离单模单光纤准直器安装于所述的调节架上；

(3-2)用户将所述的探头移动至距离所述的中长工作距离单模单光纤准直器的初始工作距离处，并通过所述的13.5％的光束点大小和坐标位置的数据显示窗口观察该光斑机接收到的光束点大小和坐标位置；

(3-3)用户通过所述的光束点监控窗口观察该光斑机接收到的光束点的坐标位置，调节所述的X-Y-Z轴单轴位移调节架，将所述的光斑机接收到的所述的中长工作距离单模单光纤准直器发射出的光束点调节到所述的中心点处；

(3-4)用户通过所述的一维调节架调节所述的单模单光纤尾纤和透镜之间的距离，直至所述的中长工作距离单模单光纤准直器出射的光束形成的光束点大小与该中长工作距离单模单光纤准直器的光束点在该初始工作距离处的理论大小相一致或在适宜偏差范围内；

(3-5)用户通过比较所述的高斯光束图像窗口获取X1向扫描窄缝出射的高斯光束形成的光束点大小和Y2向扫描窄缝出射的高斯光束形成的光束点大小，并取二值之中最小值作为最终参考的光束点大小。

11.根据权利要求7所述的中长工作距离单模单光纤准直器的光斑机调试的方法，其特征在于，所述的步骤(4)具体为：

用户将所述的光斑机移动至所述的中长工作距离单模单光纤准直器对应的中长工作距离处，并通过调节所述的调节架使所述的光斑机在该中长工作距离单模单光纤准直器对应的中长工作距离处时接收到的光束点的大小和该中长工作距离单模单光纤准直器的光束点在该对应的中长工作距离处的理论大小相一致或在适宜偏差范围内。