CN114112942A - 光纤切角方向对准设备及对准方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于光纤技术领域，提供了一种光纤切角方向对准设备及对准方法，上述设备包括：光源、光谱仪、环形器、光纤旋转夹持器及部分反射镜；环形器的第一端口与光源连接，环形器的第二端口用于与待测光纤的第一端连接，环形器的第三端口与光谱仪连接；光纤旋转夹持器用于固定待测光纤，且光纤旋转夹持器能够绕轴线转动；部分反射镜与光纤旋转夹持器的轴线之间的夹角为预设角度。本发明中当待测光纤的切面与部分反射镜平行时，光的干涉最强，光谱仪上呈现的波形的峰谷最大，由此可通过光纤旋转夹持器带动待测光纤沿轴线旋转，观察光谱仪上的波形确定光纤切角是否满足需求，设备简单易操作。

Description

光纤切角方向对准设备及对准方法

技术领域

本发明属于光纤技术领域，尤其涉及一种光纤切角方向对准设备及对准方法。

背景技术

光纤耦合半导体激光器是指将半导体激光器的光耦合进光纤进行传输的半导体激光器模块，凭借可实现远距离柔性传输、光束质量好、亮度高、抗干扰能力强等优点得到了广泛的应用。为避免光路中的光反馈到半导体激光器中，影响光谱的纯度和激光器的可靠性，切角光纤被广泛应用于光纤耦合半导体激光器中，通过将光纤的输入端和输入端做成8°切角，可极大的降低光纤耦合半导体激光器的回波损耗。

现有技术中，为保证光纤耦合半导体激光器的性能，需对光纤的切角方向进行验证。由于常用的裸光纤直径只有125μm，为光纤的切角方向的验证带来了极大地难度

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种光纤切角方向对准设备及对准方法，以解决现有技术中光纤直径小，光纤切角方向的验证难度大的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种光纤切角方向对准设备，包括：光源、光谱仪、环形器、光纤旋转夹持器及部分反射镜；

环形器的第一端口与光源连接，环形器的第二端口用于与待测光纤的第一端连接，环形器的第三端口与光谱仪连接；

光纤旋转夹持器用于固定待测光纤，且光纤旋转夹持器能够绕轴线转动；

部分反射镜与光纤旋转夹持器的轴线之间的夹角为预设角度。

可选的，光纤旋转夹持器呈圆柱体；

光纤旋转夹持器开设有沿圆柱体的轴线方向、用于放置待测光纤的容纳部。

可选的，容纳部为通槽。

可选的，上述设备还包括：固定底座；

固定底座的第一端开设有凹槽，凹槽的第一侧壁用于放置部分反射镜，凹槽的第二侧壁与固定底座的第二端的端面之间开设有通孔，光纤旋转夹持器可转动地设置在通孔中；

其中，第一侧壁与第二侧壁相对，固定底座的第一端与固定底座的第二端相对。

可选的，预设角度为8°。

可选的，部分反射镜的反射率的范围为0.5％～90％。

可选的，光源为：EDFA光源、SLD光源或LED光源。

本发明实施例的第二方面提供了一种光纤切角方向对准方法，应用于本发明实施例第一方面提供的光纤切角方向对准设备，上述方法包括：

分别获取光纤旋转夹持器沿轴线连续旋转到各个角度时，光谱仪检测得到的光谱曲线；

针对每个光谱曲线，确定该光谱曲线中光电流的最大值和最小值之间的第一差值；

确定各个第一差值中的最大值，并将各个第一差值中的最大值作为最大差值；

确定标准差值与最大差值之间的第二差值；

若第二差值不大于预设阈值，则待测光纤的切角合格；

若第二差值大于预设阈值，则待测光纤的切角不合格；

其中，光纤旋转夹持器的初始位置的角度为0°，且光纤旋转夹持器连续旋转360°。

本发明实施例的第三方面提供了一种对准终端，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如本发明实施例第二方面提供的光纤切角方向对准方法的步骤。

本发明实施例的第四方面提供了一种光纤切角方向对准系统，包括本发明实施例第一方面提供的光纤切角方向对准设备及本发明实施例第三方面提供的对准终端

本发明实施例提供了一种光纤切角方向对准设备及对准方法，上述设备包括：光源、光谱仪、环形器、光纤旋转夹持器及部分反射镜；环形器的第一端口与光源连接，环形器的第二端口用于与待测光纤的第一端连接，环形器的第三端口与光谱仪连接；光纤旋转夹持器用于固定待测光纤，且光纤旋转夹持器能够绕轴线转动；部分反射镜与光纤旋转夹持器的轴线之间的夹角为预设角度。根据光干涉的特性，当部分反射镜与光纤切面平行时干涉最强。本发明实施例中部分反射镜设置为预设角度，通过光纤旋转夹持器旋转待测光纤，若光谱仪中峰谷值最大的波形可以达到要求，则说明光纤切角与预设角度基本相同，简单易操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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性的前提下，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光纤切角方向对准设备的结构示意图；

图2是图1所示光纤切角方向对准设备A部分的放大图；

图3是本发明实施例中光纤切角未对准和对准时的光谱曲线对比图；

图4是本发明实施例提供的一种光纤旋转夹持器及固定底座的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种光纤切角方向对准方法的实现流程示意图；

图6是本发明实施例提供的光纤切角方向对准装置的示意图；

图7是本发明实施例提供的对准终端的示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

参考图1，本发明实施例提供了一种光纤切角方向对准设备，包括：光源1、光谱仪2、环形器3、光纤旋转夹持器4及部分反射镜5；

环形器3的第一端口与光源1连接，环形器3的第二端口用于与待测光纤6的第一端连接，环形器3的第三端口与光谱仪2连接；

光纤旋转夹持器4用于固定待测光纤6，且光纤旋转夹持器4能够绕轴线转动；

部分反射镜5与光纤旋转夹持器4的轴线之间的夹角为预设角度。

本发明实施例中光纤旋转夹持器4用于固定待测光纤6，待测光纤6与光纤旋转夹持器4的轴线重合，光纤旋转夹持器4能够绕轴线转动，同时带动待测光纤6光纤绕其轴线转动。参考图2，待测光纤6的切角为α，部分反射镜5与光纤旋转夹持器4的轴线之间的夹角为β，也即部分反射镜5与待测光纤6的轴线之间的夹角也为β。

由于待测光纤6的输出端存在菲涅耳反射，大约4％左右的光沿待测光纤6返回，剩余部分的光经过部分反射镜5反射后返回到待测光纤6中，两个端面的反馈光会产生干涉，并通过环形器3输入到光谱仪2。若α＝β，根据光反射的原理，随着待测光纤6旋转，当待测光纤6的切面与部分反射镜5平行时，反射回待测光纤6的光强最大，光干涉现象最明显，光谱仪2上观察到的波形峰谷值最大。

例如，参考图3，假设α＝β，待测光纤6的切面与部分反射镜5不平行(未对准)时，光谱仪2上的波形为一条直线，干涉现象不明显；当待测光纤6的切面与部分反射镜5平行(对准)时，干涉现象最明显，光谱仪2上的波形峰谷值最大；记录此时的峰谷值的差值，可将此时的差值作为标准差值，用于后续切角对准。

基于以上，本发明实施例中待测光纤6的切角位置，部分反射镜5与光纤旋转夹持器4的轴线之间的夹角为预设角度，旋转光纤旋转夹持器4，使待测光纤6绕其轴线旋转，同时观察光谱仪2上的波形，若波形的波峰与波谷之间的差值可以达到标准差值，则说明待测光纤6的切角为预设角度，满足需求，实现了光纤切角的对准检测。本发明实施例提供的光纤切角方向对准设备结构简单，操作简便，可用于快速检测光纤切角方向，适于实际应用。

其中，可根据需求调整预设角度。

一些实施例中，参考图4，光纤旋转夹持器4可以呈圆柱体；

光纤旋转夹持器4开设有沿圆柱体的轴线方向、用于放置待测光纤6的容纳部。

本发明实施例中，光纤旋转夹持器4为圆柱体结构，便于旋转，且设置有容纳部固定光纤，使得光纤可绕轴线旋转，且不会移位。

一些实施例中，参考图4，容纳部可以为通槽。

本发明实施例中容纳部为通槽，待测光纤6呈一条直线被固定在通槽中，一端伸出光纤旋转夹持器4，与部分反射镜5相对。待测光纤6的轴线与光纤旋转夹持器4的轴线重合，光纤旋转夹持器4旋转，同时带动待测光纤6旋转。其中，旋转过程中，待测光纤6与光纤旋转夹持器4之间的相对位置不变。

一些实施例中，参考图4，上述设备还可以包括：固定底座7；

固定底座7的第一端开设有凹槽，凹槽的第一侧壁用于放置部分反射镜5，凹槽的第二侧壁与固定底座7的第二端的端面之间开设有通孔，光纤旋转夹持器4可转动地设置在通孔中；

其中，第一侧壁与第二侧壁相对，固定底座7的第一端与固定底座7的第二端相对。

参考图4，本发明实施例还设置有固定底座7，固定底座7一端开设有凹槽，一个侧壁用于防止部分反射镜5，光纤旋转夹持器4设置在凹槽的第二侧壁与固定底座7的第二端之间，待测光纤6一端伸出第二侧壁，与部分反射镜5相对。光纤旋转夹持器4伸出固定底座7的第二端，用户可手动旋转光纤旋转夹持器4使之绕轴线转动。

其中，固定底座7的通孔与光纤旋转夹持器4相适应，且固定底座7的通过与光纤旋转夹持器4之间相对运动时具有一定的阻力，使得固定底座7与光纤旋转夹持器4之间的位置可以相对固定，不会在旋转过程中反向转动。

一些实施例中，预设角度可以为8°。

为降低光纤耦合半导体激光器的回波损耗，通常将光纤切角设置为8°，因此预设角度可以为8°。具体的，也可根据实际应用需求设定。

一些实施例中，部分反射镜5的反射率的范围可以为0.5％～90％。

一些实施例中，光源1可以为：EDFA光源1、SLD光源1或LED光源1。

参考图5，本发明实施例还提供了一种光纤切角方向对准方法，应用于上述实施例提供的光纤切角方向对准设备，上述方法包括：

S101：分别获取光纤旋转夹持器4沿轴线连续旋转到各个角度时，光谱仪2检测得到的光谱曲线；

S102：针对每个光谱曲线，确定该光谱曲线中光电流的最大值和最小值之间的第一差值；

S103：确定各个第一差值中的最大值，并将各个第一差值中的最大值作为最大差值；

S104：确定标准差值与最大差值之间的第二差值；

S105：若第二差值不大于预设阈值，则待测光纤6的切角合格；

S106：若第二差值大于预设阈值，则待测光纤6的切角不合格；

其中，光纤旋转夹持器4的初始位置的角度为0°，且光纤旋转夹持器4连续旋转360°。

一些实施例中，上述方法还可以包括：

S107：获取光纤切角方向对准设备连接标准光纤时，光纤旋转夹持器4沿轴线连续旋转360，光谱仪2检测得到的光谱曲线中光电流的最大值和最小值之间的差值的最大值，并将最大值作为标准差值。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

对应于上述实施例，参考图6，本发明实施例还提供了一种本发明实施例还提供了一种光纤切角方向对准装置，应用于上述实施例提供的光纤切角方向对准设备，上述装置包括：

参数获取模块21，用于分别获取光纤旋转夹持器4沿轴线连续旋转到各个角度时，光谱仪2检测得到的光谱曲线；

第一差值计算模块22，用于针对每个光谱曲线，确定该光谱曲线中光电流的最大值和最小值之间的第一差值；

最大值确定模块23，用于确定各个第一差值中的最大值，并将各个第一差值中的最大值作为最大差值；

第二差值确定模块24，用于确定标准差值与最大差值之间的第二差值；

第一判断模块25，用于若第二差值不大于预设阈值，则待测光纤6的切角合格；

第二判断模块26，用于若第二差值大于预设阈值，则待测光纤6的切角不合格；其中，光纤旋转夹持器4的初始位置的角度为0°，且光纤旋转夹持器4连续旋转360°。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将对准终端的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述装置中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

图7是本发明一实施例提供的对准终端的示意框图。如图7所示，该实施例的对准终端8包括：一个或多个处理器40、存储器41以及存储在存储器41中并可在处理器40上运行的计算机程序42。处理器40执行计算机程序42时实现上述各个光纤切角方向对准方法实施例中的步骤，例如图5所示的步骤S101至S106。或者，处理器40执行计算机程序42时实现上述光纤切角方向对准装置实施例中各模块/单元的功能，例如图6所示模块21至26的功能。

示例性地，计算机程序42可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器41中，并由处理器40执行，以完成本申请。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序42在对准终端8中的执行过程。例如，计算机程序42可以被分割成参数获取模块21、第一差值计算模块22、最大值确定模块23、第二差值确定模块24、第一判断模块25及第二判断模块26。

参数获取模块21，用于分别获取光纤旋转夹持器4沿轴线连续旋转到各个角度时，光谱仪2检测得到的光谱曲线；

第一差值计算模块22，用于针对每个光谱曲线，确定该光谱曲线中光电流的最大值和最小值之间的第一差值；

最大值确定模块23，用于确定各个第一差值中的最大值，并将各个第一差值中的最大值作为最大差值；

第二差值确定模块24，用于确定标准差值与最大差值之间的第二差值；

第一判断模块25，用于若第二差值不大于预设阈值，则待测光纤6的切角合格；

第二判断模块26，用于若第二差值大于预设阈值，则待测光纤6的切角不合格；其中，光纤旋转夹持器4的初始位置的角度为0°，且光纤旋转夹持器4连续旋转360°。

其它模块或者单元在此不再赘述。

对准终端8包括但不仅限于处理器40、存储器41。本领域技术人员可以理解，图7仅仅是对准终端的一个示例，并不构成对对准终端8的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如对准终端8还可以包括输入设备、输出设备、网络接入设备、总线等。

处理器40可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器41可以是对准终端的内部存储单元，例如对准终端的硬盘或内存。存储器41也可以是对准终端的外部存储设备，例如对准终端上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器41还可以既包括对准终端的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器41用于存储计算机程序42以及对准终端所需的其他程序和数据。存储器41还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的对准终端和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的对准终端实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。

本发明实施例还提供了一种光纤切角方向对准系统，包括上述实施例提供的光纤切角方向对准设备及上述实施例提供的对准终端8。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光纤切角方向对准设备，其特征在于，包括：光源、光谱仪、环形器、光纤旋转夹持器及部分反射镜；

所述环形器的第一端口与所述光源连接，所述环形器的第二端口用于与待测光纤的第一端连接，所述环形器的第三端口与所述光谱仪连接；

所述光纤旋转夹持器用于固定所述待测光纤，且所述光纤旋转夹持器能够绕轴线转动；

所述部分反射镜与所述光纤旋转夹持器的轴线之间的夹角为预设角度。

2.如权利要求1所述的光纤切角方向对准设备，其特征在于，所述光纤旋转夹持器呈圆柱体；

所述光纤旋转夹持器开设有沿所述圆柱体的轴线方向、用于放置所述待测光纤的容纳部。

3.如权利要求2所述的光纤切角方向对准设备，其特征在于，所述容纳部为通槽。

4.如权利要求2所述的光纤切角方向对准设备，其特征在于，所述设备还包括：固定底座；

所述固定底座的第一端开设有凹槽，所述凹槽的第一侧壁用于放置所述部分反射镜，所述凹槽的第二侧壁与所述固定底座的第二端的端面之间开设有通孔，所述光纤旋转夹持器可转动地设置在所述通孔中；

其中，所述第一侧壁与所述第二侧壁相对，所述固定底座的第一端与所述固定底座的第二端相对。

5.如权利要求1至4任一项所述的光纤切角方向对准设备，其特征在于，所述预设角度为8°。

6.如权利要求1至4任一项所述的光纤切角方向对准设备，其特征在于，所述部分反射镜的反射率的范围为0.5％～90％。

7.如权利要求1至4任一项所述的光纤切角方向对准设备，其特征在于，所述光源为：EDFA光源、SLD光源或LED光源。

8.一种光纤切角方向对准方法，其特征在于，应用于如权利要求1至7任一项所述的光纤切角方向对准设备，所述方法包括：

分别获取所述光纤旋转夹持器沿轴线连续旋转到各个角度时，所述光谱仪检测得到的光谱曲线；

针对每个光谱曲线，确定该光谱曲线中光电流的最大值和最小值之间的第一差值；

确定各个第一差值中的最大值，并将各个第一差值中的最大值作为最大差值；

确定标准差值与所述最大差值之间的第二差值；

若所述第二差值不大于预设阈值，则所述待测光纤的切角合格；

若所述第二差值大于所述预设阈值，则所述待测光纤的切角不合格；

其中，所述光纤旋转夹持器的初始位置的角度为0°，且所述光纤旋转夹持器连续旋转360°。

9.一种对准终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求8所述的光纤切角方向对准方法的步骤。

10.一种光纤切角方向对准系统，其特征在于，包括如权利要求1所述的光纤切角方向对准设备及如权利要求9所述的对准终端。

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