CN110058354A - 一种耦合点胶系统及耦合点胶方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耦合点胶系统及耦合点胶方法，该耦合点胶系统的自动耦合装置用于耦合待耦合器件与光纤，自动耦合装置包括调节机构和夹持机构，夹持机构设置在调节机构上，夹持机构包括滑台和弹性件，弹性件的一端与滑台连接，夹持机构用于夹持光纤；调节机构用于调节夹持机构的姿态，以使光纤的端面与待耦合器件的端面平行。自动耦合装置能够使得光纤的端面与待耦合器件的端面平行，且一致性较好。耦合点胶系统的点胶装置用于对光纤和待耦合器件的端面进行侧方向点胶，实现光纤和待耦合器件的通光面无胶，减少了光通过耦合胶时产生的热能，能够提升器件的承受功率。

Description

一种耦合点胶系统及耦合点胶方法

技术领域

本发明属于光器件制作技术领域，更具体地，涉及一种耦合点胶系统及耦合点胶方法。

背景技术

在光通信领域，平面光波导(Planar Lightwave Circuit，简写为PLC)技术，是基于PLC芯片进行分光功率或者分光波长的技术。

一方面，PLC芯片和光纤阵列FA(FiberArray，简写为FA)耦合的难度较大，两耦合平面的平行度以及两耦合平面之间距离均对耦合的器件光学参数指标(例如，影响器件插损、回损)有决定性影响。同时，为了减小PLC芯片耦合端面反射回来的光，增大回损，PLC芯片耦合端面一般研磨成一定的倾角，相应地FA耦合端面也需要研磨成相应的倾角。因此，使PLC芯片耦合端面与FA耦合端面形成两平行平面，且两平面之间距离为一固定值具有较大难度。阵列波导类器件通过手动耦合效率较低，且一致性差。

公告号为CN104880769B的专利，公开了一种光分路器耦合对准面平行的调整方法，该调整方法主要分为两大步：(1)初步调整FA位置与PLC芯片大致持平，并呈基本接触状态(相互靠近，但不接触)。(2)在竖方向和横方向上分别转动±a角度，使FA与PLC相碰撞，以使FA产生位移，根据位移情况，调整相应的转动角度，以使FA和PLC芯片的两端面平行。

针对步骤(1)：主要依赖于人眼观察，需要达到微米量级，在实际制作过程中，不仅实现难度极大，而且效率和准确率均很低，不适用于批量生产。针对步骤(2)：如果角度a过小，则FA与PLC可能不能相碰；如果角度a过大，则FA与PLC可能会过度碰撞，位移量和旋转的角度不能相匹配，因此，角度a过小或者角度a过大，均可能导致无法进行有效的调整。此外，在竖方向上调整时，由于FA安装台以及FA的重力作用，会使得FA沿导轨滑动，即FA与PLC之间的碰撞力以及FA与PLC的重力作用，均会导致FA产生位移量，而且正转(+a角度)和反转(-a角度)过程中，由于重力作用所产生的滑动力的方向是不同的，使得重力作用不可相消，通过本专利的方法很难将两端面调整为平行状态，甚至会出现通过本专利方法调整两端面至平行状态后，而实际上二者并不平行的情况的发生。

另一方面，分路器作为光传输网络的核心部件，在主干网中，通常传输光功率是300mw以下，但是光传输中会有一些情况下会用到高功率，甚至到1000mw。现有的方案中PLC芯片和FA的耦合面之间是有耦合胶的，耦合胶起到了连接作用和光透过作用。不足之处在于，光透过耦合胶时，会产生热能，耦合胶长时间处于局部高温情况下性能失效可能性会增大。

鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种耦合点胶系统及耦合点胶方法，其目的在于自动耦合装置采用弹性件，可以避免在调节端面平行度的过程中滑台在重力的作用下倒滑，能够更准确地监测滑台的位移量变化，以有效调节夹持机构的姿态，使得光纤的端面与待耦合器件的端面平行，且一致性较好，可适用于大批量生产；采用点胶装置对光纤和待耦合器件的端面进行侧方向点胶，实现光纤和待耦合器件的通光面无胶，减少了光通过耦合胶时产生的热能，能够提升器件的承受功率。由此解决目前光纤与待耦合器件耦合难度大器件一致性差的技术问题，以及器件耦合面失效可能性增大的问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种耦合点胶系统，所述耦合点胶系统用于对待耦合器件1与光纤2并进行耦合点胶，所述耦合点胶系统包括：自动耦合装置和点胶装置；

所述自动耦合装置包括：夹持机构3和调节机构4，所述夹持机构3设置在所述调节机构4上；

所述夹持机构3包括滑台31和弹性件32，所述弹性件32的一端与所述滑台31连接；

所述夹持机构3用于夹持光纤2；所述调节机构4用于调节所述夹持机构3的姿态；

在所述调节机构4调节所述夹持机构3的姿态的过程中，根据所述弹性件32压缩状态的改变，监测所述光纤2与所述待耦合器件1之间的碰触状态，以使所述光纤2的端面与所述待耦合器件1的端面平行；

所述点胶装置用于在所述光纤2的端面与所述待耦合器件1的端面平行后，对所述光纤2与所述待耦合器件1的耦合面进行侧方向点胶。

优选地，所述夹持机构3还包括基座33和位移传感器341，所述位移传感器341设置在所述基座33上，所述弹性件32的另一端与所述基座33连接；

所述位移传感器341用于检测所述滑台31相对于所述位移传感器341的位移变化，以触发所述调节机构4调节所述夹持机构3的姿态；

其中，所述弹性件32压缩状态的改变，具体表现为所述滑台31相对于所述位移传感器341的位移变化。

优选地，所述夹持机构3还包括基座33和压力传感器342，所述压力传感器342设置在所述基座33上，所述弹性件32的另一端与所述压力传感器342连接；

所述压力传感器342用于检测所述弹性件32的弹力变化，以触发所述调节机构4调节所述夹持机构3的姿态。

优选地，所述基座33上设置有导轨35，所述滑台31通过所述导轨35与所述基座33滑动连接；

所述导轨35上设置有限位部351，所述限位部351与所述弹性件32分别设置于所述滑台31的彼此相背的两侧。

优选地，所述夹持机构3还包括定位组件36，所述定位组件36设置在所述基座33上，所述定位组件36与所述弹性件32位于所述滑台31的同一侧；

其中，在所述光纤2的端面与所述待耦合器件1的端面平行后，所述定位组件36抵接所述滑台31，以使所述弹性件32的状态维持不变。

优选地，所述自动耦合装置还包括：传感器34和控制系统6，所述控制系统6分别与所述传感器34和所述调节机构4连接，其中，传感器34为位移传感器341或压力传感器342；

所述传感器34用于获取所述弹性件32压缩状态的改变，以监测所述光纤2与所述待耦合器件1之间的碰触状态；

所述控制系统6用于根据所述光纤2与所述待耦合器件1之间的碰触状态，控制所述调节机构4运动，以调节所述夹持机构3的姿态，使得所述光纤2的端面与所述待耦合器件1的端面平行。

按照本发明的另一方面，提供了一种耦合点胶方法，所述耦合点胶方法包括：

将光纤夹持于夹持机构上，将待耦合器件固定在固定平台上；

通过调节机构调节所述夹持机构的姿态，并检测弹性件的压缩状态，以使所述光纤的端面与所述待耦合器件的端面平行；

对所述光纤与所述待耦合器件的耦合面进行侧方向点胶。

优选地，所述通过调节机构调节所述夹持机构的姿态，并检测弹性件的压缩状态，以使所述光纤的端面与所述待耦合器件的端面平行包括：

在靠近所述待耦合器件的方向上，移动所述夹持机构，以使所述光纤的端面与所述待耦合器件的端面相碰；

旋转所述夹持机构，依据所述弹性件的压缩状态确定目标旋转角度，其中，所述夹持机构处于目标旋转角度时，所述光纤的端面与所述待耦合器件的端面平行。

优选地，所述旋转所述夹持机构，依据所述弹性件的压缩状态确定目标旋转角度包括：

通过第一转动调节组件驱动所述夹持机构在预设的角度范围内转动，依据所述弹性件的压缩状态确定所述第一转动调节组件对应的第一目标旋转角度，以使所述光纤的端面与所述待耦合器件的端面在Y轴方向上平行；

通过第二转动调节组件驱动所述夹持机构在预设的角度范围内转动，依据所述弹性件的压缩状态确定所述第二转动调节组件对应的第二目标旋转角度，以使所述光纤的端面与所述待耦合器件的端面在X轴方向上平行；

调节所述第一转动调节组件至第一目标旋转角度，调节所述第二转动调节组件至第二目标旋转角度，以使所述光纤的端面与所述待耦合器件的端面平行。

优选地，所述通过第一转动调节组件驱动所述夹持机构在预设的角度范围内转动，依据所述弹性件的压缩状态确定所述第一转动调节组件对应的第一目标旋转角度，以使所述光纤的端面与所述待耦合器件的端面在Y轴方向上平行包括：

将所述预设的角度范围划分为多个旋转角度；

调节所述第一转动调节组件转动至相应的旋转角度，在每个旋转角度下，获取所述夹持机构的滑台与所述夹持机构的基座之间的距离；

将所述夹持机构的滑台与所述夹持机构的基座之间的距离为最大值时对应的旋转角度，设置为第一目标旋转角度，其中，当所述第一转动调节组件旋转至第一目标旋转角度时，所述光纤的端面与所述待耦合器件的端面在Y轴方向上平行。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有如下有益效果：本发明提供的耦合点胶系统的自动耦合装置用于耦合待耦合器件与光纤，该自动耦合装置包括：调节机构和夹持机构，夹持机构设置在调节机构上，夹持机构包括滑台和弹性件，弹性件的一端与滑台连接，夹持机构用于夹持光纤；调节机构用于调节夹持机构的姿态，以使光纤的端面与待耦合器件的端面平行。自动耦合装置在调节机构调节夹持机构的姿态的过程中，弹性件处于压缩状态，可以避免在调节端面平行度的过程中滑台在重力的作用下倒滑，能够更准确地监测滑台的位移量变化，以有效调节夹持机构的姿态，使得光纤的端面与待耦合器件的端面平行，且一致性较好。进一步地，本发明的自动耦合装置采用全自动化方式，可以有效提高耦合的效率以及准确率，适用于批量生产。

本发明提供的耦合点胶系统的点胶装置对光纤和待耦合器件的耦合端面进行侧方向点胶，实现光纤和待耦合器件的通光面无胶，减少了光通过耦合胶时产生的热能，能够提升器件的承受功率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种自动耦合装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种夹持机构的结构示意图；

图3是本实施例提供的一种夹持机构的主视结构示意图；

图4是本实施例提供的一种夹持机构的俯视结构示意图；

图5是本发明实施例提供的另一种自动耦合装置的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的又一种自动耦合装置的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的夹持机构在第一状态下的结构示意图；

图8本发明实施例提供的第二转动调节组件沿Y轴转动过程中，弹性件的长度变化示意图；

图9是本发明实施例提供的旋转角度-位移量变化的拟合曲线示意图；

图10是本发明实施例提供的调节旋转中心时，光纤相对于待耦合器件的位置示意图；

图11是本发明实施例提供的一种耦合点胶系统的电路结构示意图；

图12是本发明实施例提供的光纤和待耦合器件的耦合点胶示意图；

图13是图12提供的光纤和待耦合器件耦合点胶的俯视图；

图14是本发明实施例提供的单芯光纤阵列的端面示意图；

图15是本发明实施例提供的另一种夹持机构的结构示意图；

图16是本发明实施例提供的旋转角度-压力的拟合曲线示意图；

图17是本发明实施例提供的一种自动耦合方法的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本发明的限制。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明各附图中对应的XYZ坐标系是以固定平台或者夹持机构的基座为参照基准建立的。在具体应用场景下，Z轴表示水平方向，Y轴表示竖直方向。其中，XYZ坐标系也可依照其他参照物进行建立，X轴、Y轴以及Z轴的方向可依据实际情况而定，在此，不做具体限定。

实施例1：

参阅图1和图2，本实施例提供的耦合点胶系统的一种自动耦合装置，该自动耦合装置用于耦合待耦合器件1与光纤2，所述自动耦合装置包括：夹持机构3和调节机构4，所述夹持机构3设置在所述调节机构4上。

在本实施例中，所述夹持机构3包括滑台31和弹性件32，所述弹性件32的一端与所述滑台31连接。其中，弹性件32可以为弹簧，弹簧的弹力不易过大，否则会导致待耦合器件1崩边。在可选的实施例中，弹簧的最大负载为4N，弹簧常数大于1.0N/mm，在实际设计过程中，可以综合考虑滑台31滑动时的摩擦力以及其他因素，选择合适参数的弹簧，在此，不做具体限定。

在实际调节过程中，所述夹持机构3用于夹持光纤2，所述调节机构4用于调节所述夹持机构3的姿态，在所述调节机构4调节所述夹持机构3的姿态的过程中，根据所述弹性件32压缩状态的改变，监测所述光纤2与所述待耦合器件1之间的碰触状态，以使所述光纤2的端面与所述待耦合器件1的端面平行。

本实施例的自动耦合装置，在调节机构4调节夹持机构3的姿态的过程中，弹性件32处于压缩状态，可以避免在调节端面平行度的过程中滑台31在重力的作用下倒滑，能够更准确地监测滑台31的位移量变化，以有效调节夹持机构3的姿态，使得光纤2的端面与待耦合器件1的端面平行，且一致性较好。

在具体应用场景下，调节机构4依据弹性件32的压缩状态，调节夹持机构3的姿态。继续参阅图2，本实施例存在一种可选的方案：所述夹持机构3还包括基座33和位移传感器341，所述位移传感器341设置在所述基座33上，所述弹性件32的另一端与所述基座33连接；所述位移传感器341用于检测所述滑台31相对于所述位移传感器341的位移变化，以触发所述调节机构4调节所述夹持机构3的姿态。其中，所述弹性件32压缩状态的改变，具体表现为所述滑台31相对于所述位移传感器341的位移变化。

具体地，所述位移传感器341为精密的器件，可以检测到微米级别的位移变化，所述位移传感器341的探头朝向所述滑台31设置，所述位移传感器341将所述滑台31与所述位移传感器341的探头之间的微弱位移变化转换为电流值变化，根据电流值变化检测滑台31的位移量，从而监测光纤2端面与待耦合器件1端面的碰撞状态。

进一步地，所述基座33上设置有导轨35，所述滑台31通过所述导轨35与所述基座33滑动连接；所述导轨35上设置有限位部351，所述限位部351与所述弹性件32分别设置于所述滑台31的彼此相背的两侧。其中，导轨35为精密器件，摩擦力较小，所述滑台31可以在所述导轨35上平畅自由滑动。

在具体应用场景下，如图2所示，待耦合器件1与光纤2还未接触时，所述滑台31相对于所述基座33处于初始状态下，此时，所述滑台31的左端抵接限位部351，所述弹性件32处于压缩状态，使得所述滑台31的左端所受到的力与所述滑台31的右端所受到的力达到平衡状态。

在优选的实施例中，所述位移传感器341的探头与所述滑台31之间应预留足够的初始距离，以避免滑台31向靠近位移传感器341的方向上移动时，滑台31与位移传感器341的探头相碰。其中，初始距离指的是所述滑台31相对于所述基座33处于初始状态时，位移传感器341的探头与所述滑台31之间的距离。其中，初始距离可为300μm～1000μm中的任一数值，具体依据实际情况而定。

在本实施例中，所述夹持机构3还包括定位组件36，所述定位组件36设置在所述基座33上，所述定位组件36与所述弹性件32位于所述滑台31的同一侧；其中，在所述光纤2的端面与所述待耦合器件1的端面平行后，所述定位组件36抵接所述滑台31，以使所述弹性件32的状态维持不变，进而保证所述光纤2的端面与所述待耦合器件1的端面距离为一固定值。

参阅图12和图13，图13为图12的俯视图，在光纤2的端面和待耦合器件1的端面平行后，利用点胶装置9对光纤2和待耦合器件1的耦合面进行侧方向点紫外胶，紫外胶在光纤2和待耦合器件1的侧壁21上起到粘接作用，增加光纤2和待耦合器件1的粘接力，实现光纤2和带耦合器件1的通光面无胶，再采用紫外灯照射固化紫外胶，从而完成光纤2和带耦合器件1的耦合，能够提升器件的承受功率。其中，点胶装置9可选的为点胶棒。

在可选的实施例中，定位组件36通过气动控制，电磁阀切换定位组件36中的气缸气路，使定位组件36在顶出与回弹两个状态之间切换。在实际应用场景下，在调节待耦合器件1的端面与光纤2的端面的平行度过程中，定位组件36处于回弹状态(如图2所示)，不对滑台31施加力；在完成平行度调节后，点胶之前，定位组件36处于顶出状态，抵接滑台31，对滑台31施加力，避免在点胶过程中，滑台31压缩弹性件32运动，确保待耦合器件1与光纤2之间的距离固定不变。

在实际应用场景下，所述夹持机构3还包括夹持块37，所述夹持块37设置在所述滑台31上，所述夹持块37用于夹持光纤2。其中，所述夹持块37可以为侧向夹持，也可以为下压夹持，可以根据待耦合器件1的结构形式选择合适的夹持方式，不过，采用侧向夹持式的夹持块37夹持光纤2时，光纤2侧面宽度一致性较好，便于上夹，是较为优选的夹持方式。

如图3和图4所示，展示出一具体的夹持机构3。其中，夹持块37包括第一夹持部371、第二夹持部372和调节部373，光纤2设置在第一夹持部371和第二夹持部372之间，所述调节部373用于调节第一夹持部371与第二夹持部372之间的距离，以适配夹持不同尺寸的光纤2。

在具体应用场景下，自动耦合装置还包括固定平台5，所述固定平台5用于固定待耦合器件1。其中，所述调节机构4包括X轴调节组件41、Y轴调节组件42、Z轴调节组件43、第一转动调节组件44和第二转动调节组件45，其中，所述第一转动调节组件44沿X轴转动，第二转动调节组件45沿Y轴转动。所述调节机构4包括还包括第三转动调节组件46，所述第三转动调节组件46沿Z轴转动。在本实施例中，所述调节机构4能够完成六自由度调节，从而调整夹持机构3的姿态，使得待耦合器件1的端面与光纤2的端面平行。在具体应用场景下，调节机构4中的各调节组件均可以由电机控制，提高自动化。

在可选的方案中，调节机构4和夹持机构3的数目可以均为一个，如图1所示，调节机构4和夹持机构3均设置在固定平台5的右侧，或者，如图5所示，调节机构4和夹持机构3均设置在固定平台5的左侧，一次耦合操作仅完成一侧端面的耦合。

在另一个可选的方案中，如图6所示，调节机构4和夹持机构3的数目可以均为二个，具体地，所述调节机构4具体包括第一调节机构4-1和第二调节机构4-2；所述夹持机构3的数目为二，所述夹持机构3具体包括第一夹持机构3-1和第二夹持机构3-2。所述第一夹持机构3-1设置在所述第一调节机构4-1上，所述第二夹持机构3-2设置在所述第二调节机构4-2上；所述第一夹持机构3-1与所述第二夹持机构3-2相对于所述固定平台5呈相对设置；所述第一调节机构4-1与所述第二调节机构4-2相对于所述固定平台5呈相对设置。本方案的自动耦合装置不仅适用于单侧耦合还适用于双侧耦合，一次耦合操作可以同时完成双侧端面的耦合，尤其适用于待耦合器件1的输入端与待耦合器件1的输出端均需要与光纤2耦合的场景。

在此，以待耦合器件1的右端面与光纤2耦合为例，解释说明本实施例耦合点胶系统的耦合点胶过程。首先，将待耦合器件1固定在固定平台5上，光纤2夹持于夹持组件上，然后通过调节组件调节夹持机构3的姿态，具体步骤如下：

步骤(1)：Z轴调节组件43带动夹持机构3向左侧运动，在此过程中，滑台31的左侧抵接限位部351，弹簧处于压缩状态(如图2所示，滑台31处于前述所说的初始状态)。

步骤(2)：当光纤2碰触到待耦合器件1时，滑台31停止运动，Z轴调节组件43带动夹持机构3继续向左侧运动，如图7所示，滑台31的左端不再抵接限位部351(弹性件32与待耦合器件1共同配合，使得滑台31停止运动)，此时弹性件32被进一步压缩。一般而言，为了确保后续旋转中，光纤2与待耦合器件1一直处于接触状态，当光纤2碰触到待耦合器件1后，Z轴调节组件43带动夹持机构3继续向左侧运动50μm～100μm，此时弹性件32的压缩量相对于步骤(1)进一步被压缩了50μm～100μm。在本步骤中，通过位移传感器341检测滑台31与位移传感器341之间的位移变化，以确定弹性件32的压缩量。

步骤(3)：通过第二转动调节组件45驱动所述夹持机构3在预设的角度范围内转动，依据所述弹性件32的压缩状态确定所述第二转动调节组件45对应的第二目标旋转角度，以使所述光纤2的端面与所述待耦合器件1的端面在X轴方向上平行。其中，预设的角度范围可以为-10°～+10°，预设的角度范围可以依据耦合平面的平面大小而定。

在此过程中，每转动一个角度，弹性件32的压缩量持续变化，位移传感器341探测距离变化，并绘制出图形(如图9所示)，以确定不同旋转角度下滑台31(如图2所示，滑台31右端面)与基座33之间的距离，滑台31与基座33之间的距离为最大值时对应的旋转角度即为第二目标旋转角度。其中，滑台31与基座33之间的距离具体表现为滑台31与基座33之间的距离，在程序设计中，只需之间确定滑台31与基座33之间的距离即可。

在转动过程中，弹性件32的压缩量持续变化，使得滑台31与基座33之间的距离(弹性件32的长度)在不断变化，当待耦合器件1的端面与光纤2的端面平行时，滑台31左侧所受到的力最小，弹性件32释放能量的能量最大，此时弹性件32的压缩量最小，滑台31与基座33之间的距离最大。假设，将预设的角度划分为三个节点，在转动过程中，检测每个旋转角度下的滑台31与基座33之间的距离，如图8所示，L2大于L1，L2大于L3，则滑台31与基座33之间的距离为L2时所对应的旋转角度为第二目标旋转角度，当第一转动调节组件44转动至第二目标旋转角度时，所述光纤2的端面与所述待耦合器件1的端面在X轴方向上平行。

在确定了第二目标旋转角度后，再次将第二转动调节组件45转动至第二目标旋转角度，此时，所述光纤2的端面与所述待耦合器件1的端面在X轴方向上平行。

步骤(4)：经过步骤(3)的调整，弹性件32的压缩量相对于步骤(2)而言有所减小，为了确保后续旋转中，光纤2与待耦合器件1一直处于接触状态，Z轴调节组件43带动夹持机构3继续向左侧运动，使得弹性件32的压缩量与步骤(2)基本相等。

步骤(5)：通过第一转动调节组件44驱动所述夹持机构3在预设的角度范围内转动，依据所述弹性件32的压缩状态确定所述第一转动调节组件44对应的第一目标旋转角度，以使所述光纤2的端面与所述待耦合器件1的端面在Y轴方向上平行。其中，预设的角度范围可以为-15°～+15°，预设的角度范围可以依据耦合平面的平面大小而定。

在此过程中，每转动一个角度，弹性件32的压缩量持续变化，位移传感器341探测距离变化，并绘制出图形，以确定不同旋转角度下，滑台31与基座33之间的距离。

滑台31与基座33之间的距离最大时对应的旋转角度为第一转动调节组件44的第一目标旋转角度。再次将第一转动调节组件44转动至第一目标旋转角度，此时，所述光纤2的端面与所述待耦合器件1的端面在Y轴方向上平行。具体的原理与步骤(3)相同，在此，不再赘述。

根据“一个面内两相交直线分别平行与另一面，则该平面平行于另一平面”原理，判定待耦合器件1的端面与光纤2的端面平行。

步骤(6)：Z轴调节组件43带动夹持机构3向右侧运动，弹性件32释放弹力，滑台31与位移传感器341之间的位移逐渐增大，直至待耦合器件1的端面与光纤2的端面脱离后，滑台31重新抵接限位部351，滑台31与位移传感器341之间的位移保持不变，表明待耦合器件1的端面与光纤2的端面已经脱离。可以依据实际需求，Z轴调节组件43带动夹持机构3向右侧运动，使得待耦合器件1的端面与光纤2的端面之间的距离为一指定值，其中，该指定值可选的为5～8μm。

步骤(7)：在待耦合器件1的端面与光纤2的端面之间的距离为一指定值后，Z轴调节组件43停止运动。定位组件36切换气缸回路，将定位组件36切换至顶出状态，定位组件36抵接滑台31，保证待耦合器件1的端面与光纤2的端面之间的距离保持不变。

步骤(8)：在待耦合器件1的端面与光纤2的端面的侧方向进行点胶，使得紫外胶在待耦合器件1和光纤2的侧壁21上进行粘接，增加待耦合器件1和光纤2的粘接力，实现待耦合器件1和光纤2通光面之间无胶，再采用紫外灯照射固化紫外胶，从而完成待耦合器件1的端面与光纤2的端面的固定。在优选的技术方案中，紫外胶的胶面为3mm的椭圆，紫外胶的型号为NTT6001，紫外固化时间为260s，紫外固化功率为-20dbm，紫外固化距离为16～22mm。为了防止紫外胶渗入光纤2和待耦合器件1的通光面，参阅图14，以光纤2所在的单芯光纤阵列23为例，在光纤2的两侧设置有凹槽22，该凹槽22起到隔离紫外胶的作用。

其中，X轴方向的调节和Y轴方向上的调节的顺序不做具体限定，可以先通过第一转动调节组件44调节夹持机构3的姿态，使得待耦合器件1的端面与光纤2的端面在Y轴方向上平行，再通过第二转动调节组件45调节夹持机构3的姿态，使得待耦合器件1的端面与光纤2的端面在X轴方向上平行。或者，可以先通过第二转动调节组件45调节夹持机构3的姿态，使得待耦合器件1的端面与光纤2的端面在X轴方向上平行，再通过第一转动调节组件44调节夹持机构3的姿态，使得待耦合器件1的端面与光纤2的端面在Y轴方向上平行。具体的调节顺序可以依据实际情况而定，在此，不做具体限定。

在本实施例中，在步骤(1)之间，为了保证待耦合器件1与光纤2能够相碰，而且为了保证能够通过旋转的方式，将待耦合器件1的端面与光纤2的端面调节至平行，需要将第一转动调节组件44的旋转中心和第二转动调节组件45的旋转中心调节至待耦合器件1与光纤2的接触区间内。

在此，以调节第二转动调节组件45的旋转中心为例解释说明。首先，通过X轴调节组件41和Y轴调节组件42，调整夹持机构3的姿态，然后通过第二转动调节组件45转动+a度，如图10所示，光纤2的两个端点分别处于A1和A2处，再通过第二转动调节组件45转动-a度，光纤2的两个端点分别处于B1和B2处，分别连接A1和B1，A2和B2，分别作A1B1的中垂线和A2B2的中垂线，A1B1的中垂线与A2B2的中垂线相交于C点，C点位于接触区间内即可。第一转动调节组件44的旋转中心的调节原理相同，参照前述过程调节即可，在此，不再赘述。

在具体应用场景下，如图11所示，耦合点胶系统的自动耦合装置还包括控制系统6、镜头观察系统7和紫外固化系统8，控制系统6分别与调节机构4、传感器34、定位组件36、镜头观察系统7和紫外固化系统8连接。传感器34可以为本实施例的位移传感器341，也可以为实施例2中的压力传感器342。其中，通过镜头观察系统7提供视觉支持，可观察耦合过程中通道对准情况。在可选的实施例中，镜头观察系统7具有两个镜头，观察角度分别为俯视和前视。

其中，控制系统6依据传感器34和/或镜头观察系统7的检测结果，控制调节机构4作动，以调节夹持机构3的姿态。

具体地，所述传感器34用于获取所述弹性件32压缩状态的改变，以监测所述光纤2与所述待耦合器件1之间的碰触状态；所述控制系统6用于根据所述光纤2与所述待耦合器件1之间的碰触状态，控制所述调节机构4运动，以调节所述夹持机构3的姿态，使得所述光纤2的端面与所述待耦合器件1的端面平行。

控制系统6还用于依据传感器34和/或镜头观察系统7的检测结果，控制定位组件36中的气动部件作动，切换气缸回路，从而切换定位组件36的状态。在点胶装置9进行点胶后，控制系统6还用于控制紫外固化系统8进行紫外胶固化。

本发明的自动耦合装置采用全自动化方式，可以有效提高耦合的效率以及准确率，适用于批量生产。

在第一转动调节组件44和第二转动调节组件45带动夹持机构3旋转，找平行的过程中，本实施例的自动耦合装置的弹性件32可以消除部分重力(主要是滑台31的重力)影响，但是，无法从根本上消除重力影响。在优选的实施例中，可以预先建立一对照表，记录每个旋转角度下，滑台31的重力作用所带来的位移量，控制系统6通过查找该对照表，对步骤(3)和步骤(5)中，旋转角度所对应的滑台31与基座33之间的距离进行补偿，得到更为精确的距离，提高精度以及准确率。

实施例2：

区别于实施例1，本实施例提供的耦合点胶系统的自动耦合装置存在另一种可选的方案，检测弹性件32的压缩状态，以便于调节机构4调节夹持机构3的姿态。如图15所示，所述夹持机构3还包括压力传感器342，所述压力传感器342设置在所述基座33上，所述弹性件32的另一端与所述压力传感器342连接；所述压力传感器342用于检测所述弹性件32的弹力变化，以触发所述调节机构4调节所述夹持机构3的姿态。

本实施例通过压力传感器342检测弹性件32的弹力变化情况，以确定弹性件32的压缩状态，确定滑台31(如图15所示，滑台31右端面)和基座33之间的距离进而夹持机构3的姿态。

本实施例的自动耦合装置的其他部件、部件之间的位置关系以及部件之间的位置关系与实施例1基本相同，在此，不再赘述。自动耦合的方法大致相同，只是检测弹簧压缩量的方法存在差异，实施例1是通过检测滑台31与位移传感器341之间的位移变化，确定弹性件32的压缩量，从而调节夹持机构3的姿态，本实施例是通过直接检测弹性件32的弹性变化，确定弹性件32的压缩量，从而调节夹持机构3的姿态。

针对实施例1中的步骤(3)和步骤(5)，实施例1是通过旋转角度与滑台31与基座33之间的距离的拟合曲线，确定目标旋转角度，而本实施例是通过旋转角度与压力的拟合曲线(如图16所示)，确定目标旋转角度，二者的实质均是要确定滑台31与基座33之间的距离，主要是检测的维度存在差异。

在本实施例中，通过检测压力的大小确定第一目标旋转角度和第二目标旋转角度，当待耦合器件1的端面与光纤2的端面在X轴或者Y轴平行时，压力传感器342所检测到的压力最小(滑台31与基座33之间的距离最大)，该压力最小对应的旋转角度，即为对应的目标旋转角度。

其他耦合过程均与实施例1类似，请详见实施例1中的步骤(1)～步骤(8)，在此，不再赘述。

实施例3：

本发明实施例提供一种耦合点胶方法，该耦合点胶方法适用于上述实施例1或实施例2中的耦合点胶系统。

如图17所示，本实施例的耦合点胶方法包括如下步骤：

步骤S10：将光纤夹持于夹持机构上，将待耦合器件固定在固定平台上。

步骤S20：通过调节机构调节所述夹持机构的姿态，并检测弹性件的压缩状态，以使所述光纤的端面与所述待耦合器件的端面平行。

步骤S30：对所述光纤与所述待耦合器件的耦合面进行侧方向点胶。

在具体应用场景下，传感器获取所述弹性件压缩状态的改变，以监测所述光纤与所述待耦合器件之间的碰触状态。控制系统根据所述光纤与所述待耦合器件之间的碰触状态，控制所述调节机构运动，以调节所述夹持机构的姿态，使得所述光纤的端面与所述待耦合器件的端面平行。

其中，在靠近所述待耦合器件的方向上，移动所述夹持机构，以使所述光纤的端面与所述待耦合器件的端面相碰，旋转所述夹持机构，依据所述弹性件的压缩状态确定目标旋转角度，其中，所述夹持机构处于目标旋转角度时，所述光纤的端面与所述待耦合器件的端面平行。

具体地，首先，通过Z轴调节组件调节所述夹持机构的姿态，以使所述光纤的端面与所述待耦合器件的端面相碰。然后，通过第一转动调节组件驱动所述夹持机构在预设的角度范围内转动，依据所述弹性件的压缩状态确定所述第一转动调节组件对应的第一目标旋转角度，以使所述光纤的端面与所述待耦合器件的端面在Y轴方向上平行。

在可选的实施例中，将预设的角度范围划分为多个旋转角度，其中，预设的角度范围可以为-10°～+10°，例如，可以将预设的角度范围划分为n个节点，每个节点对应一个旋转角度，其中，n的具体数值依据实际情况而定。

调节所述第一转动调节组件转动至相应的旋转角度，在每个旋转角度下，获取所述夹持机构的滑台与所述夹持机构的基座之间的距离。具体地，可以得到如图9或者如图16所示的拟合曲线(可以依据传感器的类型而定)，确定滑台与基座之间的距离为最大值时对应的旋转角度。

将所述滑台与基座之间的距离为最大值时对应的旋转角度，设置为第一目标旋转角度，其中，当所述第一转动调节组件旋转至第一目标旋转角度时，所述光纤的端面与所述待耦合器件的端面在Y轴方向上平行。

将所述第一转动调节组件调节至第一目标旋转角度，采用类似的方式确定第二转动调节组件对应的第二目标旋转角度。具体如下：

通过第二转动调节组件驱动所述夹持机构在预设的角度范围内转动，依据所述弹性件的压缩状态确定所述第二转动调节组件对应的第二目标旋转角度，以使所述光纤的端面与所述待耦合器件的端面在X轴方向上平行。

在可选的实施例中，将预设的角度范围划分为多个旋转角度，其中，预设的角度范围可以为-15°～+15°，例如，可以将预设的角度范围划分为n个节点，每个节点对应一个旋转角度，其中，n的具体数值依据实际情况而定。

调节所述第二转动调节组件转动至相应的旋转角度，在每个旋转角度下，获取所述夹持机构的滑台与所述夹持机构的基座之间的距离。具体地，可以得到如图9或者如图16所示的拟合曲线(可以依据传感器的类型而定)，确定滑台与基座之间的距离为最大值时对应的旋转角度。

将所述滑台与基座之间的距离为最大值时对应的旋转角度，设置为第二目标旋转角度，其中，当所述第二转动调节组件旋转至第二目标旋转角度时，所述光纤的端面与所述待耦合器件的端面在X轴方向上平行。

将所述第二转动调节组件调节至第二目标旋转角度后，根据“一个面内两相交直线分别平行与另一面，则该平面平行于另一平面”原理，判定待耦合器件的端面与光纤的端面平行。

进一步地，Z轴调节组件带动夹持机构向右侧运动，弹性件释放弹力，滑台与位移传感器之间的位移逐渐增大，直至待耦合器件的端面与光纤的端面脱离后，滑台重新抵接限位部，滑台与位移传感器之间的位移保持不变，表明待耦合器件的端面与光纤的端面正好脱离。可以依据实际需求，Z轴调节组件带动夹持机构向右侧运动，使得待耦合器件的端面与光纤的端面之间的距离为一指定值，其中，该指定值可选的为5～8μm。

在待耦合器件的端面与光纤的端面之间的距离为一指定值后，Z轴调节组件停止运动。定位组件切换气缸回路，将定位组件切换至顶出状态，定位组件抵接滑台，保证待耦合器件的端面与光纤的端面之间的距离保持不变。

最后，在待耦合器件的端面与光纤的端面的侧方向进行点胶，使得紫外胶在待耦合器件和光纤的侧壁上进行粘接，增加待耦合器件和光纤的粘接力，实现待耦合器件和光纤通光面之间无胶，再采用紫外灯照射固化紫外胶，从而完成待耦合器件的端面与光纤的端面的固定。

其中，X轴方向的调节和Y轴方向上的调节的顺序不做具体限定，可以先通过第一转动调节组件调节夹持机构的姿态，使得待耦合器件的端面与光纤的端面在Y轴方向上平行，再通过第二转动调节组件调节夹持机构的姿态，使得待耦合器件的端面与光纤的端面在X轴方向上平行。或者，可以先通过第二转动调节组件调节夹持机构的姿态，使得待耦合器件的端面与光纤的端面在X轴方向上平行，再通过第一转动调节组件调节夹持机构的姿态，使得待耦合器件的端面与光纤的端面在Y轴方向上平行。具体的调节顺序可以依据实际情况而定，在此，不做具体限定。

本发明耦合点胶系统的自动耦合装置采用全自动化方式，可以有效提高耦合的效率以及准确率，适用于批量生产。

在第一转动调节组件和第二转动调节组件带动夹持机构旋转，找平行的过程中，本实施例的自动耦合装置的弹性件可以消除部分重力(主要是滑台的重力)影响，但是，无法从根本上消除重力影响。在优选的实施例中，可以预先建立一对照表，记录每个旋转角度下，滑台的重力作用所带来的位移量，控制系统通过查找该对照表，对步骤S20中旋转角度所对应的滑台与基座之间的距离进行补偿，以消除重力影响，得到更为精确的距离，提高精度以及准确率。

关于耦合点胶方法的其他过程可以详见实施例1，在此，不再赘述。

本发明的耦合点胶系统及耦合点胶方法至少具有如下优点：在调节机构调节夹持机构的姿态的过程中，弹性件处于压缩状态，可以避免在调节端面平行度的过程中滑台在重力的作用下倒滑，能够更准确地监测滑台的位移量变化，以有效调节夹持机构的姿态，使得光纤的端面与待耦合器件的端面平行，且一致性较好。

进一步地，在找平行的过程中，将角度范围划分为多个节点，根据每个节点下的滑台与基座之间的距离，确定端面平行时对应的角度，准确率较高。此外，本发明的自动耦合装置采用全自动化方式，可以有效提高耦合的效率，适用于批量生产。

更进一步地，对光纤和待耦合器件的端面进行侧方向点胶，实现光纤和待耦合器件的通光面无胶，减少了光通过耦合胶时产生的热能，能够提升器件的承受功率。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耦合点胶系统，所述耦合点胶系统用于对待耦合器件(1)与光纤(2)并进行耦合点胶，其特征在于，所述耦合点胶系统包括：自动耦合装置和点胶装置；

所述自动耦合装置包括：夹持机构(3)和调节机构(4)，所述夹持机构(3)设置在所述调节机构(4)上；

所述夹持机构(3)包括滑台(31)和弹性件(32)，所述弹性件(32)的一端与所述滑台(31)连接；

所述夹持机构(3)用于夹持光纤(2)；所述调节机构(4)用于调节所述夹持机构(3)的姿态；

在所述调节机构(4)调节所述夹持机构(3)的姿态的过程中，根据所述弹性件(32)压缩状态的改变，监测所述光纤(2)与所述待耦合器件(1)之间的碰触状态，以使所述光纤(2)的端面与所述待耦合器件(1)的端面平行；

所述点胶装置用于在所述光纤(2)的端面与所述待耦合器件(1)的端面平行后，对所述光纤(2)与所述待耦合器件(1)的耦合面进行侧方向点胶。

2.根据权利要求1所述的耦合点胶系统，其特征在于，所述夹持机构(3)还包括基座(33)和位移传感器(341)，所述位移传感器(341)设置在所述基座(33)上，所述弹性件(32)的另一端与所述基座(33)连接；

所述位移传感器(341)用于检测所述滑台(31)相对于所述位移传感器(341)的位移变化，以触发所述调节机构(4)调节所述夹持机构(3)的姿态；

其中，所述弹性件(32)压缩状态的改变，具体表现为所述滑台(31)相对于所述位移传感器(341)的位移变化。

3.根据权利要求1所述的耦合点胶系统，其特征在于，所述夹持机构(3)还包括基座(33)和压力传感器(342)，所述压力传感器(342)设置在所述基座(33)上，所述弹性件(32)的另一端与所述压力传感器(342)连接；

所述压力传感器(342)用于检测所述弹性件(32)的弹力变化，以触发所述调节机构(4)调节所述夹持机构(3)的姿态。

4.根据权利要求2或3所述的耦合点胶系统，其特征在于，所述基座(33)上设置有导轨(35)，所述滑台(31)通过所述导轨(35)与所述基座(33)滑动连接；

所述导轨(35)上设置有限位部(351)，所述限位部(351)与所述弹性件(32)分别设置于所述滑台(31)的彼此相背的两侧。

5.根据权利要求2或3所述的耦合点胶系统，其特征在于，所述夹持机构(3)还包括定位组件(36)，所述定位组件(36)设置在所述基座(33)上，所述定位组件(36)与所述弹性件(32)位于所述滑台(31)的同一侧；

其中，在所述光纤(2)的端面与所述待耦合器件(1)的端面平行后，所述定位组件(36)抵接所述滑台(31)，以使所述弹性件(32)的状态维持不变。

6.根据权利要求1所述的耦合点胶系统，其特征在于，所述自动耦合装置还包括：传感器(34)和控制系统(6)，所述控制系统(6)分别与所述传感器(34)和所述调节机构(4)连接，其中，传感器(34)为位移传感器(341)或压力传感器(342)；

所述传感器(34)用于获取所述弹性件(32)压缩状态的改变，以监测所述光纤(2)与所述待耦合器件(1)之间的碰触状态；

所述控制系统(6)用于根据所述光纤(2)与所述待耦合器件(1)之间的碰触状态，控制所述调节机构(4)运动，以调节所述夹持机构(3)的姿态，使得所述光纤(2)的端面与所述待耦合器件(1)的端面平行。

7.一种耦合点胶方法，其特征在于，所述耦合点胶方法包括：

将光纤夹持于夹持机构上，将待耦合器件固定在固定平台上；

通过调节机构调节所述夹持机构的姿态，并检测弹性件的压缩状态，以使所述光纤的端面与所述待耦合器件的端面平行；

对所述光纤与所述待耦合器件的耦合面进行侧方向点胶。

8.根据权利要求7所述的耦合点胶方法，其特征在于，所述通过调节机构调节所述夹持机构的姿态，并检测弹性件的压缩状态，以使所述光纤的端面与所述待耦合器件的端面平行包括：

在靠近所述待耦合器件的方向上，移动所述夹持机构，以使所述光纤的端面与所述待耦合器件的端面相碰；

旋转所述夹持机构，依据所述弹性件的压缩状态确定目标旋转角度，其中，所述夹持机构处于目标旋转角度时，所述光纤的端面与所述待耦合器件的端面平行。

9.根据权利要求8所述的耦合点胶方法，其特征在于，所述旋转所述夹持机构，依据所述弹性件的压缩状态确定目标旋转角度包括：

通过第一转动调节组件驱动所述夹持机构在预设的角度范围内转动，依据所述弹性件的压缩状态确定所述第一转动调节组件对应的第一目标旋转角度，以使所述光纤的端面与所述待耦合器件的端面在Y轴方向上平行；

通过第二转动调节组件驱动所述夹持机构在预设的角度范围内转动，依据所述弹性件的压缩状态确定所述第二转动调节组件对应的第二目标旋转角度，以使所述光纤的端面与所述待耦合器件的端面在X轴方向上平行；

调节所述第一转动调节组件至第一目标旋转角度，调节所述第二转动调节组件至第二目标旋转角度，以使所述光纤的端面与所述待耦合器件的端面平行。

10.根据权利要求9所述的耦合点胶方法，其特征在于，所述通过第一转动调节组件驱动所述夹持机构在预设的角度范围内转动，依据所述弹性件的压缩状态确定所述第一转动调节组件对应的第一目标旋转角度，以使所述光纤的端面与所述待耦合器件的端面在Y轴方向上平行包括：

将所述预设的角度范围划分为多个旋转角度；

调节所述第一转动调节组件转动至相应的旋转角度，在每个旋转角度下，获取所述夹持机构的滑台与所述夹持机构的基座之间的距离；

将所述夹持机构的滑台与所述夹持机构的基座之间的距离为最大值时对应的旋转角度，设置为第一目标旋转角度，其中，当所述第一转动调节组件旋转至第一目标旋转角度时，所述光纤的端面与所述待耦合器件的端面在Y轴方向上平行。