CN109471218A - 一种保偏光纤对轴装置 - Google Patents

Abstract

一种保偏光纤对轴装置，包括水平底板、对轴组件、成像组件；对轴组件包括推进机构、安装台、偏转装置、第一夹具、第二夹具，第一夹具、偏转装置在安装台上左右布置，第二夹具固定在偏转装置上，安装台通过推进机构安装于底板上，成像组件包括机壳、物镜、半透半反镜、直线光源、CMOS传感器、显示器，机壳设于对轴组件左侧，物镜设于机壳的右侧，CMOS传感器设于机壳左侧，半透半反镜反射面向右倾斜布置于机壳沿左右向的中部区域，半透半反镜法线方向与竖直向夹角为45°，显示器设于机壳的旁侧与CMOS传感器通过数据线相连。可以检测保偏光纤的应力区位置并通过转动光纤进行应力区位置调整，解决传统熔接机无法对轴的问题。

Description

一种保偏光纤对轴装置

技术领域

本发明涉及一种保偏光纤对轴装置。

背景技术

保偏光纤：保偏光纤传输线偏振光，广泛用于航天、航空、航海、工业制造技术及通信等国民经济的各个领域。在以光学相干检测为基础的干涉型光纤传感器中，使用保偏光纤能够保证线偏振方向不变，提高相干信噪比，以实现对物理量的高精度测量。

从保偏光纤的截面看，由内而外依次为纤芯、包层、内涂覆层、外涂覆层，包层在纤芯周围具有两个对称布置的应力区，该应力区的的光学特性与周围有所区别，保偏光纤熔接时，需要使两个待熔接的保偏光纤的应力区相对应，而目前的熔接机设备无法进行保偏光纤对轴操作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种保偏光纤对轴装置，其可以检测保偏光纤的应力区位置并通过转动光纤进行应力区位置调整。

为解决上述技术问题，本使用新型提供了一种保偏光纤对轴装置，包括水平底板、对轴组件、成像组件；

所述的对轴组件包括推进机构、安装台、偏转装置、第一夹具、第二夹具，安装台水平布置，第一夹具活络连接于安装台上侧的左部，偏转装置固定连接于安装台上侧的右部，第二夹具固定在偏转装置上，当第一夹具、第二夹具分别夹持两条相同规格的光纤时，两条光纤的中轴线共一左右走向的直线，设该直线为基准线，第二夹具随偏转装置以基准线为轴旋转，安装台通过推进机构安装于底板上，推进机构的推进方向为左右走向；

所述的成像组件包括机壳、物镜、半透半反镜、直线光源、CMOS传感器、与CMOS传感器相匹配的显示器，机壳设于底板上位置上对应对轴组件的左侧，物镜设于机壳的右侧，物镜的中轴线与基准线共线，CMOS传感器设于机壳的左侧，位置与物镜相正对，机壳内设有连通物镜与CMOS传感器之间的左右走向的光路通道，半透半反镜反射面向右倾斜布置于机壳沿左右向的中部区域且左侧高右侧低，基准线过半透半反镜的中心，半透半反镜法线方向与竖直向夹角为45°，直线光源设于半透半反镜的上方，直线光源照射方向竖直向下且过半透半反镜的中心，显示器设于机壳的旁侧与CMOS传感器通过数据线相连。

为简单说明问题起见，以下对本发明所述的一种保偏光纤对轴装置均简称为本装置。

本装置的使用方法及原理为：将待熔接的保偏光纤置于本装置的第一夹具和第二夹具上，然后闭合第二夹具，调整推进机构使物镜完成对焦，直线光源的投射光竖直向下，一部分穿过半透半反镜，另一部分经过反射改变为水平向右透过物镜照射到待熔接光纤的端面上，由于应力区特殊的光学特性，其反射光在应力区处与非应力区处会有明显的明暗区别，然后端面的反射光从右向左穿过物镜，然后经过半透半反镜一部分经反射改变方向为竖直向上，另一部分穿过半透半反镜投射到CMOS传感器上并通过显示器显示出来，此时通过控制伺服电机带动待熔接的保偏光纤旋转调整保偏光纤的应力区位置(比如调整为两个应力区的连线为水平)，此时闭合第一夹具、打开第二夹具，并将调整后的保偏光纤与第一夹具一并取下安装到光纤熔接机待熔接的一侧，然后安装另一个第一夹具并将待熔接的另一个保偏光纤置于本装置上，重复上述操作，使其应力区位置图像与先前的保偏光纤应力区位置图像重合(即也调整为两个应力区的连线为水平)，此时再将另一个待熔接的保偏光纤连通另一个第一夹具一并取下并安装到光纤熔接机待熔接的另一侧，最后启动熔接机进行熔接即可。

本装置的优点：本装置通过对两个待熔接的保偏光纤分别进行应力区观察和校准，使其应力区完全对应，然后再通过常规的光纤熔接机进行熔接，解决了现有的光纤熔接机无法进行保偏光纤对轴的问题，而且本装置结构简单，使用方便适合推广。

为达到本装置更好的使用效果，其优选方案如下：

作为优选的，所述的推进机构包括底座、微分头、推杆，底座设于底板上，微分头通过安装架安装在底座上，微分头轴线方向为左右走向，微分头左侧通过推杆与安装台连接。

推进机构采用微分头可以使距离调整更加精确，有利于在CMOS传感器上形成清晰的图像。

作为优选的，所述的偏转装置包括第一安装架、第二安装架、偏转座、伺服电机，第二夹具设于偏转座上，偏转座左侧设有第一偏转轴、右侧设有第二偏转轴，第一偏转轴、第二偏转轴轴线与基准线共线且第一偏转轴中心设有供光纤通过的通孔，所述的第一安装架、第二安装架左右布置，偏转座设于第一安装架、第二安装架之间，第一安装架位置上对应第一偏转轴处设有与第一偏转轴相匹配的、沿左右向贯穿第一安装架的第一轴孔，第二安装架位置上对应第二偏转轴处设有与第二偏转轴相匹配的、沿左右向贯穿第二安装架的第二轴孔，第一偏转轴、第二偏转轴分别对应设于第一轴孔、第二轴孔中，第二安装架右侧设有伺服电机，伺服电机输出轴与第二偏转轴同轴连接。

伺服电机通过转动偏转座带动第二夹具沿基准线转动，从而调整待熔接的保偏光纤中应力区的位置，伺服电机具有惯量小，位置精度高的特点，可以精确的控制偏转角度，起到精确定位的作用。

作为优选的，所述的底板位置上对应物镜右侧与第一夹具左侧之间设有一个支架，支架上侧设有一个沿左右向贯穿支架的V形槽，V形槽的位置及规格与第一夹具相匹配。

支架上设有V形槽，可以将左侧超出第一夹具的光纤掸置在V形槽内，使其保持轴线水平，使得对轴更加精准。

附图说明

图1是本装置的结构示意图。

图2是本装置中偏转装置的放大结构示意图。

图3是本装置机壳内的结构及光路示意图。

具体实施方式

参见图1-图3，一种保偏光纤对轴装置，包括水平底板1、对轴组件2、成像组件3。

所述的对轴组件2包括推进机构21、安装台22、偏转装置23、第一夹具24、第二夹具25，安装台22水平布置，第一夹具24活络连接于安装台22上侧的左部，偏转装置23固定连接于安装台22上侧的右部。

所述的偏转装置23包括第一安装架231、第二安装架232、偏转座233、伺服电机234，第二夹具25设于偏转座233上，当第一夹具24、第二夹具25分别夹持两条相同规格的光纤时，两条光纤的中轴线共一左右走向的直线，设该直线为基准线，偏转座233左侧设有第一偏转轴2331、右侧设有第二偏转轴2333，第一偏转轴2331、第二偏转轴2333轴线与基准线共线且第一偏转轴2331中心设有供光纤通过的通孔2332(本实施例中第一偏转轴2331、通孔2332的上侧均设有槽口，便于待熔接的保偏光纤5放入)，所述的第一安装架231、第二安装架232左右布置，偏转座233设于第一安装架231、第二安装架232之间，第一安装架231位置上对应第一偏转轴2331处设有与第一偏转轴2331相匹配的、沿左右向贯穿第一安装架231的第一轴孔2311，第二安装架232位置上对应第二偏转轴2333处设有与第二偏转轴2333相匹配的、沿左右向贯穿第二安装架232的第二轴孔2321，第一偏转轴2331、第二偏转轴2333分别对应设于第一轴孔2311、第二轴孔2321中，第二安装架232右侧设有伺服电机234，伺服电机234输出轴与第二偏转轴2333同轴连接。

所述的推进机构21包括底座211、微分头213、推杆214，底座211设于底板1上，微分头213通过安装架212安装在底座211上，微分头213轴线方向为左右走向，微分头213左侧通过推杆214与安装台22连接。

所述的成像组件3包括机壳31、物镜32、半透半反镜33、直线光源34(本实施例中采用LED灯)、CMOS传感器35、与CMOS传感器35相匹配的显示器36，机壳31设于底板1上位置上对应对轴组件2的左侧，物镜32设于机壳31的右侧，物镜32的中轴线与基准线共线，CMOS传感器35设于机壳31的左侧，位置与物镜32相正对，机壳31内设有连通物镜32与CMOS传感器35之间的左右走向的光路通道，半透半反镜33反射面向右倾斜布置于机壳31沿左右向的中部区域且左侧高右侧低，基准线过半透半反镜33的中心，半透半反镜33法线方向与竖直向夹角为45°，直线光源34设于半透半反镜33的上方，直线光源34照射方向竖直向下且过半透半反镜33的中心，显示器36设于机壳31的旁侧与CMOS传感器35通过数据线相连。

所述的底板1位置上对应物镜32右侧与第一夹具24左侧之间设有一个支架4，支架4上侧设有一个沿左右向贯穿支架4的V形槽41，V形槽41的位置及规格与第一夹具24相匹配。

本装置的使用方法及原理为：将待熔接的保偏光纤5置于本装置的第一夹具24和第二夹具25上，然后闭合第二夹具25，调整推进机构21使物镜32完成对焦，直线光源34的投射光竖直向下，一部分穿过半透半反镜33，另一部分经过反射改变为水平向右透过物镜32照射到待熔接光纤的端面上，由于应力区特殊的光学特性，其反射光在应力区处与非应力区处会有明显的明暗区别，然后端面的反射光从右向左穿过物镜32，然后经过半透半反镜33一部分经反射改变方向为竖直向上，另一部分穿过半透半反镜33投射到CMOS传感器35上并通过显示器36显示出来，此时通过控制伺服电机234带动待熔接的保偏光纤5旋转调整保偏光纤的应力区位置(比如调整为两个应力区的连线为水平)，此时闭合第一夹具24、打开第二夹具25，并将调整后的保偏光纤与第一夹具24一并取下安装到光纤熔接机待熔接的一侧，然后安装另一个第一夹具24并将待熔接的另一个保偏光纤置于本装置上，重复上述操作，使其应力区位置图像与先前的保偏光纤应力区位置图像重合(即也调整为两个应力区的连线为水平)，此时再将另一个待熔接的保偏光纤5连通另一个第一夹具24一并取下并安装到光纤熔接机待熔接的另一侧，最后启动熔接机进行熔接即可。

本装置的优点：本装置通过对两个待熔接的保偏光纤5分别进行应力区观察和校准，使其应力区完全对应，然后再通过常规的光纤熔接机进行熔接，解决了现有的光纤熔接机无法进行保偏光纤对轴的问题，而且本装置结构简单，使用方便适合推广。

推进机构21采用微分头213可以使距离调整更加精确，有利于在CMOS传感器35上形成清晰的图像。

伺服电机234通过转动偏转座233带动第二夹具25沿基准线转动，从而调整待熔接的保偏光纤5中应力区的位置，伺服电机234具有惯量小，位置精度高的特点，可以精确的控制偏转角度，起到精确定位的作用。

支架4上设有V形槽41，可以将左侧超出第一夹具24的光纤掸置在V形槽41内，使其保持轴线水平，使得对轴更加精准。

Claims (4)

1.一种保偏光纤对轴装置，其特征在于：包括水平底板、对轴组件、成像组件；

所述的对轴组件包括推进机构、安装台、偏转装置、第一夹具、第二夹具，安装台水平布置，第一夹具活络连接于安装台上侧的左部，偏转装置固定连接于安装台上侧的右部，第二夹具固定在偏转装置上，当第一夹具、第二夹具分别夹持两条相同规格的光纤时，两条光纤的中轴线共一左右走向的直线，设该直线为基准线，第二夹具随偏转装置以基准线为轴旋转，安装台通过推进机构安装于底板上，推进机构的推进方向为左右走向；

所述的成像组件包括机壳、物镜、半透半反镜、直线光源、CMOS传感器、与CMOS传感器相匹配的显示器，机壳设于底板上位置上对应对轴组件的左侧，物镜设于机壳的右侧，物镜的中轴线与基准线共线，CMOS传感器设于机壳的左侧，位置与物镜相正对，机壳内设有连通物镜与CMOS传感器之间的左右走向的光路通道，半透半反镜反射面向右倾斜布置于机壳沿左右向的中部区域且左侧高右侧低，基准线过半透半反镜的中心，半透半反镜法线方向与竖直向夹角为45°，直线光源设于半透半反镜的上方，直线光源照射方向竖直向下且过半透半反镜的中心，显示器设于机壳的旁侧与CMOS传感器通过数据线相连。

2.根据权利要求1所述的一种保偏光纤对轴装置，其特征在于：所述的推进机构包括底座、微分头、推杆，底座设于底板上，微分头通过安装架安装在底座上，微分头轴线方向为左右走向，微分头左侧通过推杆与安装台连接。

3.根据权利要求1所述的一种保偏光纤对轴装置，其特征在于：所述的偏转装置包括第一安装架、第二安装架、偏转座、伺服电机，第二夹具设于偏转座上，偏转座左侧设有第一偏转轴、右侧设有第二偏转轴，第一偏转轴、第二偏转轴轴线与基准线共线且第一偏转轴中心设有供光纤通过的通孔，所述的第一安装架、第二安装架左右布置，偏转座设于第一安装架、第二安装架之间，第一安装架位置上对应第一偏转轴处设有与第一偏转轴相匹配的、沿左右向贯穿第一安装架的第一轴孔，第二安装架位置上对应第二偏转轴处设有与第二偏转轴相匹配的、沿左右向贯穿第二安装架的第二轴孔，第一偏转轴、第二偏转轴分别对应设于第一轴孔、第二轴孔中，第二安装架右侧设有伺服电机，伺服电机输出轴与第二偏转轴同轴连接。

4.根据权利要求1所述的一种保偏光纤对轴装置，其特征在于：所述的底板位置上对应物镜右侧与第一夹具左侧之间设有一个支架，支架上侧设有一个沿左右向贯穿支架的V形槽，V形槽的位置及规格与第一夹具相匹配。