CN115248480B - 一种基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于分辨率靶标探测的空间光‑光纤耦合装置及方法，所述装置包括：耦合模块对空间光发射模块发送的空间光进行耦合；在空间光成像模块与支撑模块连接时，空间光成像模块对接收到的第一耦合光束进行成像，根据第一分辨率靶标图像得到第一调整参数，以支撑模块调整耦合模块的角度；在耦合模块与光纤座模块连接时，空间光成像模块对接收到的第二耦合光束进行成像，根据第二分辨率靶标图像得到第二调整参数，以光纤座模块进行位置调整；在光纤座模块还与耦合功率计算模块连接时，光纤座模块还根据接收到的第二耦合光束输出第三调整参数，以便补偿模块补偿得到空间光到光纤的最大耦合光功率，有效提升了空间光到光纤光的耦合效率。

Description

一种基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置及方法

技术领域

本发明涉及激光通信技术领域，特别涉及一种基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置及方法。

背景技术

激光通信较微波通信有这极高的潜在通信数据速率（大于几十吉比特每秒甚至更高），且通信终端体积、质量、功耗小，在国内，已有大量高校、科研院所开展星地、星间、自由空间等激光通信技术研究，空间光-单模光纤耦合技术是空间激光通信中的关键技术之一，其耦合效率严重影响激光通信质量。

现实场景中，空间激光经过空间信道传输至通信终端时，光斑光束口径非常大，激光通信终端通过收发光学系统实现光束变换耦合进入一个单模光纤内（常见纤芯约10μm），在如此数量级口径的范围内进行光束耦合，同时还受到模场匹配、对准误差、菲涅尔反射、吸收损耗、平台振动等影响，理论最大耦合效率约为81%。在静态光纤耦合装调工作中，我们更关注对准误差与装调方向的判断，其中对于光纤端面与空间激光经过耦合透镜的激光焦点之间存在垂轴（X、Y) 、轴向（Z轴）方向的对准误差对单模光纤耦合效率的影响。

针对空间光-光纤耦合技术，现有技术中提出了一种空间光快速耦合和高效耦合装置与方法，所述方法，对参考相机系统角分辨率要求极高，通过极小光斑的变化识别一个极小的角度调节量，并反馈给平台装置进行角度调节实现最佳耦合效率，同时改方法对光纤一端功率探测灵敏度、反馈频率带宽与相机处光斑响应速率有一定要求，如果光纤探测功率反馈速率慢于相机光斑反馈速度，则计算出来的角度反馈将出现一定的偏离，无法找到最佳耦合效率位置与角度。

另外提出了一种基于功率反馈的高效空间光-光纤耦合装置及方法，同理，改方法对功率探测反馈速率与控制器响应速率之间有一定要求，同时，如上所述，光纤纤芯孔径一般非常微小，且对入射光有一定孔径角等要求，当光功率为0时，此时总需要外来的干预，需要人为先找到光的基本位置，且有一定的光耦合进入光纤，有功率值反馈，方法才可应用。

以及还提出了一种基于分辨率靶标探测从空间光-光纤耦合装置及方法，解决了从空间光-光纤耦合方向性确认，提升了装调效率，该专利通过计算相机感光面光斑质心位位置，同时通过步进采样方式获取像面倾斜，从而通过高精度六轴位移台调整最佳像面获得极大耦合效率，该方法存在以下两个问题：其一，在计算光斑质心过程中，光斑的边缘条件的选择决定了光斑的能量分布及实际形状，这样意味着边缘条件的选择将影响光斑质心位置的计算，这将引入一定误差；其二，该方法及装置为寻找空间中从空间光-光纤耦合提供了一个最优方法，可找寻光纤在三维空间中的最佳位置，但是专利未提出光纤的如何固定这个最优位置中。

同时，在实际场景中，空间光-光纤耦合镜的加工组装误差有许多方面：镜片加工误差、结构件加工误差、元件的装调误差等；同样，对于耦合光纤自身的加工误差、光纤座的加工误差及安装误差等；这些对最终从空间光-光纤耦合的最终耦合效率有一定的影响。

因而现有技术还有待改进和提高。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置及方法，旨在解决现有技术中空间光到光纤光的耦合效率低的问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置，所述基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置包括：空间光发射模块、耦合模块、光纤座模块、空间光成像模块、耦合功率计算模块、补偿模块和支撑模块；

所述支撑模块分别与所述空间光发射模块、所述耦合模块、所述空间光成像模块和所述耦合功率计算模块连接；所述补偿模块分别与所述耦合模块和所述光纤座模块连接；在所述空间光成像模块与所述支撑模块连接时，所述空间光发射模块、所述耦合模块和所述空间光成像模块依次前后设置；在所述空间光成像模块与所述支撑模块连接且所述耦合模块与所述光纤座模块连接时，所述空间光发射模块、所述耦合模块、所述光纤座模块和所述空间光成像模块依次前后设置；在所述耦合功率计算模块分别与所述耦合模块和所述光纤座模块连接时，所述空间光发射模块、所述耦合模块和所述耦合功率计算模块依次前后设置；

所述空间光发射模块用于发送带有分辨率靶标图案的空间光至所述耦合模块；

在所述空间光成像模块与所述支撑模块连接时，所述耦合模块用于对所述空间光进行耦合，并将得到的第一耦合光束传输至所述空间光成像模块，所述空间光成像模块用于对所述第一耦合光束进行成像，根据成像后的第一分辨率靶标图像得到第一调整参数，所述支撑模块用于固定所述耦合模块和所述空间光成像模块，以及用于根据所述第一调整参数调整所述耦合模块的角度；其中，所述第一调整参数为像面倾斜量；

在所述空间光成像模块与所述支撑模块且所述耦合模块与所述光纤座模块连接时，所述耦合模块用于对所述空间光进行耦合，将得到的第二耦合光束经过所述光纤座模块传输至所述空间光成像模块，所述空间光成像模块用于对所述第二耦合光束进行成像，根据成像后的第二分辨率靶标图像得到第二调整参数，所述光纤座模块用于根据所述第二调整参数进行位置调整；其中，所述第二调整参数为所述耦合模块与所述光纤座模块之间的倾斜量；

在所述耦合功率计算模块分别与所述耦合模块和所述光纤座模块连接时，所述耦合模块用于将得到的所述第二耦合光束传输至所述光纤座模块，所述光纤座模块还用于根据所述第二耦合光束输出第三调整参数，以得到所述补偿模块的规格，所述耦合功率计算模块用于计算空间光到光纤的耦合光功率，所述补偿模块用于补偿得到空间光到光纤的最大耦合光功率，所述光纤座模块还用于固定所述耦合模块和所述耦合功率计算模块；其中，所述第三调整参数为所述补偿模块的规格。

所述基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置中，所述空间光发射模块包括：平行光管光源、分辨率靶标和平行光管；

所述平行光管光源、所述分辨率靶标和所述平行光管依次前后设置在所述支撑模块上；在所述空间光成像模块与所述支撑模块连接时，所述平行光管还与所述耦合模块和所述空间光成像模块依次前后设置在所述支撑模块上；在所述空间光成像模块与所述支撑模块连接且所述耦合模块与所述光纤座模块连接时，所述平行光管还与所述耦合模块、所述光纤座模块和所述空间光成像模块依次前后设置；在所述耦合功率计算模块分别与所述耦合模块和所述光纤座模块连接时，所述平行光管还与所述耦合模块、所述光纤座模块和所述耦合功率计算模块依次前后设置；所述分辨率靶标由中间为一个镂空的十字叉丝，以及四个象限为镂空的长方条组成，并且每一个象限内的长方条为三个，且依次分布在每一个象限的正中间与各自象限的两端组成三角形。

所述基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置中，所述耦合模块包括：耦合镜头；

所述耦合镜头与所述支撑模块连接；在所述空间光成像模块与所述支撑模块连接时，所述空间光发射模块、所述耦合镜头和所述空间光成像模块依次前后设置；在所述空间光成像模块与所述支撑模块连接且所述耦合模块与所述光纤座模块连接时，所述空间光发射模块、所述耦合镜头、所述光纤座模块和所述空间光成像模块依次前后设置；在所述耦合功率计算模块分别与所述耦合模块和所述光纤座模块连接时，所述空间光发射模块、所述耦合镜头、所述光纤座模块和所述耦合功率计算模块依次前后设置。

所述基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置中，所述光纤座模块包括：灵活光纤座结构装置；所述灵活光纤座结构装置与所述耦合镜头连接；

在所述空间光成像模块与所述支撑模块连接且所述耦合模块与所述光纤座模块连接时，所述空间光发射模块、所述耦合镜头、所述灵活光纤座结构装置和所述空间光成像模块依次前后设置；在所述耦合功率计算模块分别与所述耦合模块和所述光纤座模块连接时，所述空间光发射模块、所述耦合镜头、所述灵活光纤座结构装置和所述耦合功率计算模块依次前后设置。

所述基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置中，所述空间光成像模块包括：大视场平场显微物镜和相机单元；所述大视场平场显微物镜分别与所述支撑模块和所述相机单元连接；

在所述空间光成像模块与所述支撑模块连接时，所述空间光发射模块、所述耦合模块、所述大视场平场显微物镜、所述相机单元和所述空间光成像模块依次前后设置在所述支撑模块上；在所述空间光成像模块与所述支撑模块连接且所述耦合模块与所述光纤座模块连接时，所述空间光发射模块、所述耦合模块、所述光纤座模块、所述大视场平场显微物镜和所述相机单元依次前后设置；在所述耦合功率计算模块分别与所述耦合模块和所述光纤座模块连接时，所述空间光发射模块、所述耦合模块、所述光纤座模块、所述大视场平场显微物镜、所述相机单元和所述耦合功率计算模块依次前后设置。

所述基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置中，所述耦合功率计算模块包括：耦合光纤和光功率计；

所述耦合镜头、所述灵活光纤座结构装置、所述耦合光纤和所述光功率计依次连接，所述光功率计还与所述支撑模块连接；

在所述耦合功率计算模块分别与所述耦合模块和所述光纤座模块连接时，所述空间光发射模块、所述耦合镜头、所述灵活光纤座结构装置、所述耦合光纤和所述光功率计依次前后设置。

所述基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置中，所述支撑模块包括：第一高精度六轴位移台、第二高精度六轴位移台和光学平台；

所述空间光发射模块、第一高精度六轴位移台和第二高精度六轴位移台依次前后设置在所述光学平台上；所述耦合模块固定连接在所述第一高精度六轴位移台上；在所述空间光成像模块与所述支撑模块连接时，以及在所述空间光成像模块与所述支撑模块连接且所述耦合模块与所述光纤座模块连接时，所述空间光成像模块均固定连接在所述第二高精度六轴位移台上；在所述耦合功率计算模块分别与所述耦合模块和所述光纤座模块连接时，所述耦合功率计算模块固定连接在所述第二高精度六轴位移台上。

所述基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置中，所述补偿模块包括：金属垫片；在利用所述金属垫片进行补偿时，所述空间光发射模块、所述耦合镜头、所述金属垫片、所述灵活光纤座结构装置和所述耦合功率计算模块依次前后设置。

一种基于上所述的基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置的基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合方法，所述基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合方法包括以下步骤：

所述空间光发射模块发送带有分辨率靶标图案的空间光至所述耦合模块；

将所述空间光成像模块安装在所述支撑模块上后，所述耦合模块对所述空间光进行耦合，并将得到的第一耦合光束传输至所述空间光成像模块；

所述空间光成像模块对所述第一耦合光束进行成像，并根据成像后的第一分辨率靶标图像得到第一调整参数，所述支撑模块根据所述第一调整参数调整所述耦合模块的角度；

将所述光纤座模块安装在所述耦合模块后，经过角度调整后的耦合模块对所述空间光进行耦合，将得到的第二耦合光束经过所述光纤座模块传输至所述空间光成像模块；

所述空间光成像模块对所述第二耦合光束进行成像，根据成像后的第二分辨率靶标图像得到第二调整参数，所述光纤座模块根据所述第二调整参数进行位置调整；

将所述耦合功率计算模块代替所述空间光成像模块安装在所述支撑模块上，并与所述光纤座模块连接后，经过角度调整后的耦合模块将得到的所述第二耦合光束传输至所述光纤座模块；

所述光纤座模块根据所述第二耦合光束输出第三调整参数，以得到所述补偿模块的规格，所述耦合功率计算模块计算空间光到光纤的耦合光功率，所述补偿模块补偿得到空间光到光纤的最大耦合光功率。

所述基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合方法中，所述将所述空间光成像模块安装在所述支撑模块上后，所述耦合模块对所述空间光进行耦合，并将得到的第一耦合光束传输至所述空间光成像模块的步骤具体包括：

将大视场平场显微物镜安装在相机单元后，固定在第二高精度六轴位移台上；

耦合镜头对耦合光管发送的带有分辨率靶标图案的空间光进行耦合，得到所述第一耦合光束；

所述耦合镜头将所述第一耦合光束经过所述大视场平场显微物镜传输至相机单元。

所述基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合方法中，所述空间光成像模块对所述第一耦合光束进行成像，并根据成像后的第一分辨率靶标图像得到第一调整参数，所述支撑模块根据所述第一调整参数调整所述耦合模块的角度的步骤具体包括：

驱使所述第二高精度六轴位移台带动所述大视场平场显微物镜和所述相机单元前后移动，使得所述第一耦合光束在所述相机单元内成像，得到第一位置和所述第一分辨率靶标图像；

计算所述第一分辨率靶标图像内前后位置四角黑白线的对比度后，将四角对比度的一致点作为构成平面与初始像面的空间角度差，得到所述第一调整参数；

根据所述第一调整参数驱动第一高精度六轴位移台对耦合镜头进行角度调整，直至像面倾斜量小于预设倾斜量阈值；其中，所述第一调整参数为像面倾斜量。

所述基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合方法中，所述将所述光纤座模块安装在所述耦合模块后，经过角度调整后的耦合模块对所述空间光进行耦合，将得到的第二耦合光束经过所述光纤座模块传输至所述空间光成像模块的步骤具体包括：

将灵活光纤座结构装置安装在耦合镜头上，驱使所述第二高精度六轴位移台带动所述大视场平场显微物镜和所述相机单元前后移动至所述第一位置；

经过角度调整后的耦合镜头对所述空间光进行耦合，并将得到的所述第二耦合光束依次经过所述灵活光纤座结构装置和所述大视场平场显微物镜，传输至所述相机单元。

所述基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合方法中，所述空间光成像模块对所述第二耦合光束进行成像，根据成像后的第二分辨率靶标图像得到第二调整参数，所述光纤座模块根据所述第二调整参数进行位置调整的步骤具体包括：

相机单元对所述第二耦合光束进行成像，得到所述第二分辨率靶标图像；

调整灵活光纤座结构装置中三顶三拉结构装置，找到所述第二分辨率靶标图像中的十字叉丝中心后，使得所述十字叉丝中心与相机单元中心重合；

调整所述三顶三拉结构装置，并计算十字叉丝图像的对称度；

继续调整所述三顶三拉结构装置，使得所述十字叉丝图像的对称度小于预设像元大小，得到所述第二调整参数；其中，所述第二调整参数为所述耦合模块与所述光纤座模块之间的倾斜量。

所述基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合方法中，所述将所述耦合功率计算模块代替所述空间光成像模块安装在所述支撑模块上，并与所述光纤座模块连接后，经过角度调整后的耦合模块将得到的所述第二耦合光束传输至所述光纤座模块的步骤具体包括：

将耦合光纤的一端安装在灵活光纤座结构装置内的光纤座上，将所述耦合光纤的另一端接入光功率计；

经过角度调整后的耦合镜头对所述空间光进行耦合，并将得到的所述第二耦合光束传输至所述灵活光纤座结构装置。

所述基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合方法中，所述光纤座模块根据所述第二耦合光束输出第三调整参数，以得到所述补偿模块的规格，所述耦合功率计算模块计算空间光到光纤的耦合光功率，所述补偿模块补偿得到空间光到光纤的最大耦合光功率的步骤具体包括：

三顶三拉结构装置根据所述第二耦合光束，获取耦合镜头与所述第二耦合光束的光斑焦点位置的轴向偏离数值，以得到金属垫片的厚度值；

在经过所述金属垫片进行补偿后，所述耦合功率计算得到空间光到光纤的最大耦合光功率；其中，所述第三调整参数为金属垫片的厚度值。

所述基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合方法中，所述基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合方法还包括：

根据所述第三调整参数得到金属垫片的厚度值后，将所述金属垫片安装在灵活光纤座结构装置与耦合镜头之间，并利用所述三顶三拉结构装置将所述金属垫片进行固定；其中，所述第三调整参数为金属垫片的厚度值。

相较于现有技术，本发明提供的一种基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置及方法，所述装置包括：耦合模块对空间光发射模块发送的空间光进行耦合；在空间光成像模块与支撑模块连接时，空间光成像模块对接收到的第一耦合光束进行成像，根据第一分辨率靶标图像得到第一调整参数，以支撑模块调整耦合模块的角度；在耦合模块与光纤座模块连接时，空间光成像模块对接收到的第二耦合光束进行成像，根据第二分辨率靶标图像得到第二调整参数，以光纤座模块进行位置调整；在光纤座模块还与耦合功率计算模块连接时，光纤座模块还根据接收到的第二耦合光束输出第三调整参数，以便补偿模块补偿得到空间光到光纤的最大耦合光功率，有效提升了空间光到光纤光的耦合效率。

附图说明

图1为本发明提供的基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置的结构框图；

图2为本发明提供的分辨率靶标的结构示意图；

图3为本发明提供的十字叉丝中心的四角上黑线和白线的区别对比图；

图4为本发明提供的耦合镜头的结构示意图；

图5为本发明提供的耦合镜头的结构抛面图；

图6为本发明提供的灵活光纤座结构装置的结构示意图；

图7为本发明提供的基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合方法的较佳实施例中第一阶段耦合调节示意图；

图8为本发明提供的基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合方法的较佳实施例中第二阶段耦合调节示意图；

图9为本发明提供的基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置的较佳实施例中第三阶段耦合调节示意图；

图10为本发明提供的基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合方法的较佳实施例的流程图；

图11为本发明提供的基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合方法的较佳实施例中步骤S200的流程图；

图12为本发明提供的基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合方法的较佳实施例中步骤S300的流程图；

图13为本发明提供的基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合方法的较佳实施例中步骤S400的流程图；

图14为本发明提供的基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合方法的较佳实施例中步骤S500的流程图；

图15为本发明提供的基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合方法的较佳实施例中步骤S600的流程图；

图16为本发明提供的基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合方法的较佳实施例中步骤S700的流程图。

附图标记：

1：平行光管光源；2：分辨率靶标；3：平行光管；4：第一高精度六轴位移台；5：耦合镜头；6：大视场平场显微物镜；7：相机单元；8：第二高精度六轴位移台；9：光学平台；10：灵活光纤座结构装置；11：耦合光纤；12：光功率计；13：光纤座；20：空间光发射模块；21：耦合模块；22：光纤座模块；23：空间光成像模块；24：耦合功率计算模块；25：补偿模块；26：支撑模块。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本发明提供的一种基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置及方法。通过分阶段依次对耦合模块的角度、光纤座模块的安装位置进行调整，以及对所述补偿模块的规格进行求解，以便利用所述补偿模块补偿得到空间光到光纤的最大耦合光功率，实现了空间光-光纤耦合的最大耦合光功率，有效地提升了耦合效率。

下面通过具体示例性的实施例对基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置设计方案进行描述，需要说明的是，下列实施例只用于对发明的技术方案进行解释说明，并不做具体限定：

请参阅图1，本发明提供的一种基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置，所述基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置包括：空间光发射模块20、耦合模块21、光纤座模块22、空间光成像模块23、耦合功率计算模块24、补偿模块25和支撑模块26；

所述支撑模块26分别与所述空间光发射模块20、所述耦合模块21、所述空间光成像模块23和所述耦合功率计算模块24连接；所述补偿模块25分别与所述耦合模块21和所述光纤座模块22连接；在所述空间光成像模块23与所述支撑模块26连接时，所述空间光发射模块20、所述耦合模块21和所述空间光成像模块23依次前后设置；在所述空间光成像模块23与所述支撑模块26连接且所述耦合模块21与所述光纤座模块22连接时，所述空间光发射模块20、所述耦合模块21、所述光纤座模块22和所述空间光成像模块23依次前后设置；在所述耦合功率计算模块24分别与所述耦合模块21和所述光纤座模块22连接时，所述空间光发射模块20、所述耦合模块21和所述耦合功率计算模块24依次前后设置；

所述空间光发射模块20用于发送带有分辨率靶标图案的空间光至所述耦合模块21；

在所述空间光成像模块23与所述支撑模块26连接时，所述耦合模块21用于对所述空间光进行耦合，并将得到的第一耦合光束传输至所述空间光成像模块23，所述空间光成像模块23用于对所述第一耦合光束进行成像，根据成像后的第一分辨率靶标图像得到第一调整参数，所述支撑模块26用于固定所述耦合模块21和所述空间光成像模块23，以及用于根据所述第一调整参数调整所述耦合模块21的角度；其中，所述第一调整参数为像面倾斜量；

在所述空间光成像模块23与所述支撑模块26且所述耦合模块21与所述光纤座模块22连接时，所述耦合模块21用于对所述空间光进行耦合，将得到的第二耦合光束经过所述光纤座模块22传输至所述空间光成像模块23，所述空间光成像模块23用于对所述第二耦合光束进行成像，根据成像后的第二分辨率靶标图像得到第二调整参数，所述光纤座模块22用于根据所述第二调整参数进行位置调整；其中，所述第二调整参数为所述耦合模块21与所述光纤座模块22之间的倾斜量；

在所述耦合功率计算模块24分别与所述耦合模块21和所述光纤座模块22连接时，所述耦合模块21用于将得到的所述第二耦合光束经过所述光纤座模块22传输至所述耦合功率计算模块24，所述光纤座模块22还用于根据所述第二耦合光束输出第三调整参数，以得到所述补偿模块25的规格，所述耦合功率计算模块24用于计算空间光到光纤的耦合光功率，所述补偿模块25用于补偿得到空间光到光纤的最大耦合光功率，所述光纤座模块22还用于固定所述耦合模块21和所述耦合功率计算模块24；其中，所述第三调整参数为所述补偿模块25的规格。

具体地，本发明在对基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置进行调试后，计算空间光到光纤的最大耦合光功率的过程中，将整个调试过程分为成了三个阶段：

在第一个阶段中，即在将所述空间光成像模块23安装在所述支撑模块26上时，所述空间光发射模块20发出带有分辨率靶标图案的空间光至所述耦合模块21，然后，所述耦合模块21对所述空间光进行耦合，使得所述空间光耦合成所述第一耦合光束后，传输至所述空间光成像模块23中，其次，所述空间光成像模块23对所述第一耦合光束进行成像，输出所述第一分辨率靶标图像，从而获取所述第一分辨率靶标图像中十字叉丝中心的位置，并且计算十字叉丝中心的四角上的黑白线对的对比度（分辨率/解析力），进而比较四个角的分辨率差异计算得到所述第一调整参数（所述像面倾斜量K（可分解为α1/β1/γ1），其中，α1/β1/γ1分别是指在α/β/γ轴上的第一倾斜量）；再者，根据所述支撑模块26带动所述耦合模块21进行角度调整，调整量就是所述第一调整参数，使得像平面上四个点的对比度一致（相等）；最后，在第一次调整结束后，计算此时的像面倾斜量，重复进行根据所述第一调整参数调整所述耦合模块21的角度的步骤，直至当前的像面倾斜量小于预设倾斜量阈值。

在第二阶段中，即将所述光纤座模块22安装在所述耦合模块21上后，经过角度调整后的耦合模块21将所述空间光进行耦合成所述第二耦合光束后，将所述第二耦合光束传输至所述光纤座模块22，然后，所述光纤座模块22将所述第二耦合光束传输至所述空间光成像模块23，所述空间光成像模块23同样对所述第二耦合光束进行成像，输出所述第二分辨率靶标图像，从而获取所述第二分辨率靶标图像中光束光斑焦点位置图像遮挡情况，判断所述耦合模块21与所述光纤座模块22之间的倾斜量（X/Y/α2/β2/γ2，其中，X/Y/α2/β2/γ2分别是指此时刻在X/Y/α/β/γ轴上的第二倾斜量），以确定所述所述光纤座模块22所需安装位置（α2/β2/γ2），即得到所述第二调整参数，最后，根据所述第二调整参数对所述光纤座模块22进行位置调整。

在第三阶段中，即再将所述耦合功率计算模块24安装在所述光纤座模块22上后，同样地，经过角度调整后的耦合模块21将所述空间光进行耦合成所述第二耦合光束后，将所述第二耦合光束传输至所述光纤座模块22，然后，所述光纤座模块22获取所述耦合模块21与所述第二耦合光束的光斑焦点之间的位置轴向偏离数值，即最大光功率值位置（Z），也即所述第三调整参数，以得到所述补偿模块25的规格，其次，将符合规格的所述补偿模块25分别与所述耦合模块21和所述光纤座模块22连接后，所述补偿模块25对耦合光功率进行补偿，此时，所述耦合功率测量得到空间光到光纤的最大耦合光功率。

本发明中通过先将所述空间光成像模块23安装在所述支撑模块26上，计算由所述空间光成像模块23成像得到的所述第一分辨率靶标图像中十字叉丝中心的四角上的黑白线对的对比度，通过比较四个角的分辨率差异计算得到所述第一调整参数，以便对所述耦合模块21进行角度调整；然后，将所述光纤座模块22安装在所述耦合模块21上，获取所述第二分辨率靶标图像中光束光斑焦点位置图像遮挡情况，并判断所述耦合模块21与所述光纤座模块22之间的倾斜量，以便对所述光纤座模块22进行位置调整。

再者，再将所述耦合功率计算模块24安装在所述光纤座模块22上，此时，获取所述耦合模块21与所述第二耦合光束的光斑焦点之间的位置轴向偏离数值，也即所述第三调整参数，以得到符合补偿要求的所述补偿模块25的规格，最后，利用所述补偿模块25对耦合光功率进行补偿，此时，所述耦合功率测量得到空间光到光纤的最大耦合光功率，从而有效地提升了空间光到光纤光的耦合功率，通过上述分阶段调试的过程，计算得到所需调节补偿模块25的厚度（精确值）及安装位置，达到有方向性、高效精准完成从空间光-光纤耦合，实现了最大耦合效率。

更进一步地，所述空间光发射模块20包括：平行光管光源1、分辨率靶标2和平行光管3；

所述平行光管光源1、所述分辨率靶标2和所述平行光管3依次前后设置在所述支撑模块26上；在所述空间光成像模块23与所述支撑模块26连接时，所述平行光管3还与所述耦合模块21和所述空间光成像模块23依次前后设置在所述支撑模块26上；在所述空间光成像模块23与所述支撑模块26连接且所述耦合模块21与所述光纤座模块22连接时，所述平行光管3还与所述耦合模块21、所述光纤座模块22和所述空间光成像模块23依次前后设置；在所述耦合功率计算模块24分别与所述耦合模块21和所述光纤座模块22连接时，所述平行光管3还与所述耦合模块21、所述光纤座模块22和所述耦合功率计算模块24依次前后设置；所述分辨率靶标2由中间为一个镂空的十字叉丝，以及四个象限为镂空的长方条组成，并且每一个象限内的长方条为三个，且依次分布在每一个象限的正中间与各自象限的两端组成三角形；其中，所述分辨率靶标2的结构示意图如图2所示。

具体地，在第一个阶段中，即在将所述空间光成像模块23安装在所述支撑模块26上之前，首先将所述分辨率靶标2安装于所述平行光管光源1的后焦附近，并将所述耦合镜头5安装固定在所述支撑模块26上，之后，所述平行光管光源1发出所述空间光，然后经过分辨率靶标2后到平行光管3出射所述空间光至所述耦合模块21，所述耦合模块21对带有分辨率靶标图案的空间光进行耦合得到所述第一耦合光束，以便所述空间光成像模块23根据所述第一耦合光束进行成像，实现了发射稳定的空间光源到所述耦合模块21中，保证了光源信号的稳定性。

其中，在计算十字叉丝中心的四角上的黑白线对的对比度（分辨率/解析力）时，对比度=分辨率/解析力=（黑线灰度值-白线灰度值）/(黑线灰度值+白线灰度值)；其中，白线灰度值为由平行光管光源1发出的空间光经过所述分辨率靶标2时，由镂空的长方条形成的亮区域的灰度值，黑线灰度值则是镂空的长方条之间形成的暗区域的灰度值，具体的黑线和白线的区别对比如图3所示。

并且，本发明中的分辨率靶标2可以形式多样，除了本实施例中提出的黑白线对与十字叉丝，还可以使用斜边法进行分辨率的计算，十字叉丝可变换成双十字叉丝等其他形式，但是同样基于成像原理的分辨率靶标2。本实施例中提出分辨率靶标2均适用于任何基于成像原理形式的分辨率靶标2。

更进一步地，所述耦合模块21包括：耦合镜头5；

所述耦合镜头5与所述支撑模块26连接；在所述空间光成像模块23与所述支撑模块26连接时，所述空间光发射模块20、所述耦合镜头5和所述空间光成像模块23依次前后设置；在所述空间光成像模块23与所述支撑模块26连接且所述耦合模块21与所述光纤座模块22连接时，所述空间光发射模块20、所述耦合镜头5、所述光纤座模块22和所述空间光成像模块23依次前后设置；在所述耦合功率计算模块24分别与所述耦合模块21和所述光纤座模块22连接时，所述空间光发射模块20、所述耦合镜头5、所述光纤座模块22和所述耦合功率计算模块24依次前后设置。其中，耦合镜头5的结构示意图和结构抛面图分别如图4和图5所示。

具体地，在平行光管光源1发出所述空间光时，然后经过分辨率靶标2后到平行光管3出射所述空间光，经过耦合镜头5折射会聚所述第一耦合光束在耦合镜头5后焦的某一不确定位置聚焦，以便所述空间光成像模块23根据所述第一耦合光束进行成像，实现了将所述空间光进行耦合，以便后续耦合到光纤中。

更进一步地，所述光纤座模块22包括：灵活光纤座结构装置10；所述灵活光纤座结构装置10与所述耦合镜头5连接；

在所述空间光成像模块23与所述支撑模块26连接且所述耦合模块21与所述光纤座模块22连接时，所述空间光发射模块20、所述耦合镜头5、所述灵活光纤座结构装置10和所述空间光成像模块23依次前后设置；在所述耦合功率计算模块24分别与所述耦合模块21和所述光纤座模块22连接时，所述空间光发射模块20、所述耦合镜头5、所述灵活光纤座结构装置10和所述耦合功率计算模块24依次前后设置。

具体地，将所述光纤座模块22安装在所述耦合模块21上后，即将所述灵活光纤座结构装置10安装在所述耦合镜头5的后方后，此时，经过角度调整后的耦合镜头5将所述空间光进行耦合成所述第二耦合光束，并将所述第二耦合光束传输至所述灵活光纤座结构装置10，再由所述灵活光纤座结构装置10将所述第二耦合光束传输至所述空间光成像模块23，以便所述空间光成像模块23对所述第二耦合光束进行成像，并根据成像后的所述第二分辨率靶标图像判断所述耦合模块21与所述灵活光纤座结构装置10之间的倾斜量，再对所述灵活光纤座结构装置10的倾斜量进行调整，为后续在所述灵活光纤座结构装置10上安装耦合光纤11做调试准备。其中，所述灵活光纤座结构装置10的结构示意图如图6所示，其中，所述灵活光纤座结构装置10还包括三顶三拉结构装置和光纤座13。

更进一步地，所述空间光成像模块23包括：大视场平场显微物镜6和相机单元7；所述大视场平场显微物镜6分别与所述支撑模块26和所述相机单元7连接；

在所述空间光成像模块23与所述支撑模块26连接时，所述空间光发射模块20、所述耦合模块21、所述大视场平场显微物镜6、所述相机单元7和所述空间光成像模块23依次前后设置在所述支撑模块26上；在所述空间光成像模块23与所述支撑模块26连接且所述耦合模块21与所述光纤座模块22连接时，所述空间光发射模块20、所述耦合模块21、所述光纤座模块22、所述大视场平场显微物镜6和所述相机单元7依次前后设置；在所述耦合功率计算模块24分别与所述耦合模块21和所述光纤座模块22连接时，所述空间光发射模块20、所述耦合模块21、所述光纤座模块22、所述大视场平场显微物镜6、所述相机单元7和所述耦合功率计算模块24依次前后设置。

本发明提供的基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置，运用大视场平场显微相机物镜与相机单元7在高精度六轴位移平台精细运动，实现了在阵列耦合透镜的后焦平面空间上进行空间扫描。此装置基于成像原理，运用分辨率靶标2进行可视化、实时量化测量与操作，更加直观，达到高速精准、高效完成阵列化空间光-光纤耦合对耦合，满足实际生产研发过程中对空间光-光纤耦合对耦合一致性、可重复性、方向性和高耦合效率的需求。

具体地，在第一阶段中，在将所述空间光成像模块23安装在所述支撑模块26上时，即将所述大视场平场显微物镜6安装于所述相机单元7前且均固定在所述支撑模块26上，之后，当所述耦合镜头5对所述空间光进行耦合时，所述耦合镜头5将耦合成的所述第一耦合光束依次传输至所述大视场平场显微物镜6和所述相机单元7，所述大视场平场显微物镜6对所述第一耦合光束进行采集，然后，所述相机单元7对所述第一耦合光束进行成像，得到所述第一分辨率靶标图像，通过相机单元7实现前后扫描，从而获取第一耦合光束在耦合镜头5的像平面上的倾斜量（α1/β1/γ1），以便计算出所述第一分辨率靶标图像中的十字叉丝中心的四角上的黑白线对的对比度。

在第二阶段中，经过角度调整后的耦合镜头5将所述空间光耦合成所述第二耦合光束后，经过所述灵活光纤座结构装置10依次传输至所述大视场平场显微物镜6和所述相机单元7，同理，所述大视场平场显微物镜6对所述第二耦合光束进行采集，然后，所述相机单元7对所述第二耦合光束进行成像，得到所述第二分辨率靶标图像，以便根据所述第二分辨率靶标图像判断出所述耦合模块21与所述光纤座模块22之间的倾斜量，以确定所述所述光纤座模块22所需安装位置。

本发明中通过所述大视场平场显微物镜6对耦合光束进行采集，所述相机单元7对耦合光束进行成像，从而生成相应地分辨率靶标图像，并对分辨率靶标图像进行分析可以得到像面倾斜量和光纤座模块22所需安装位置，以便根据得到的各种误差补偿数据来进行调整，提供了耦合光的精准度，有效地减少了耦合光功率的损失。

更进一步地，所述耦合功率计算模块24包括：耦合光纤11和光功率计12；

所述耦合镜头5、所述灵活光纤座结构装置10、所述耦合光纤11和所述光功率计12依次连接，所述光功率计12还与所述支撑模块26连接；

在所述耦合功率计算模块24分别与所述耦合模块21和所述光纤座模块22连接时，所述空间光发射模块20、所述耦合镜头5、所述灵活光纤座结构装置10、所述耦合光纤11和所述光功率计12依次前后设置。

具体地，在第三阶段中，在对所述灵活光纤座结构装置10的进行调整之后，将所述耦合光纤11的一端安装（插入）于灵活光纤座结构装置10上，并将耦合光纤11的另一端接入所述光功率计12；之后，调整所述灵活光纤座结构装置10中三顶三拉结构装置，使得光功率计12显示的光功率值往数值变大方向变化，重复调大光功率值的操作直至功率为最大值后停止调整，即此刻位置即为最大光功率值位置（用Z表示，即在Z轴上的偏移量），那么调整的功率变化位置量就是所述第三调整参数，即金属垫片的精确厚度值。

再者，将符合规格的所述补偿模块25插入到所述耦合镜头5和所述灵活光纤座结构装置10之间，运用所述三顶三拉结构装置将光纤座13稳固在光功率最大位置，即完成到位达到最佳耦合效率。通过所述耦合光纤11对所述第二耦合光束进行光纤传输，并通过所述光功率计12实时计算耦合效率，从而可以实现根据所述光功率计12的显示探测出最佳耦合效率的位置。

更进一步地，所述支撑模块26包括：第一高精度六轴位移台4、第一高精度六轴位移台8和光学平台9；

所述空间光发射模块20、第一高精度六轴位移台4和第一高精度六轴位移台8依次前后设置在所述光学平台9上；所述耦合模块21固定连接在所述第一高精度六轴位移台4上；在所述空间光成像模块23与所述支撑模块26连接时，以及在所述空间光成像模块23与所述支撑模块26连接且所述耦合模块21与所述光纤座模块22连接时，所述空间光成像模块23均固定连接在所述第一高精度六轴位移台8上；在所述耦合功率计算模块24分别与所述耦合模块21和所述光纤座模块22连接时，所述耦合功率计算模块24固定连接在所述第一高精度六轴位移台8上。

具体地，在第一个阶段中，在将空间光成像模块23安装在所述支撑模块26上时，即将大视场平场显微物镜6安装于相机单元7且固定在第一高精度六轴位移台4上，接着，将分辨率靶标2安装于平行光管光源1的后焦附近，将耦合镜头5安装固定在第一高精度六轴位移台8上；第一高精度六轴位移台8不仅用于固定支撑耦合镜头5，还用于带动耦合镜头5进行前后移动，从而调整耦合镜头5的角度；而第一高精度六轴位移台4则用于在耦合镜头5像面附近前后移动寻找所述第一分辨率靶标图像，寻找到所述第一分辨率靶标图像后等待精细调整，使得所述第一分辨率靶标图像中十字叉丝中心基本位于相机单元7的中心。

在第二阶段中，第一高精度六轴位移台4则用于前后带动相机单元7进行移动，使得相机单元7上输出所述第二分辨率靶标图像，从而获取十字叉丝中心的位置。

更进一步地，所述补偿模块25包括：金属垫片；在利用所述金属垫片进行补偿时，所述空间光发射模块20、所述耦合镜头5、所述金属垫片、所述灵活光纤座结构装置10和所述耦合功率计算模块24依次前后设置。其中，金属垫片可以为厚度或形状无规则的金属块。

具体地，在所述光纤座模块22获取得到所述耦合透镜头与所述第二耦合光束的光斑焦点之间的位置轴向偏离数值后，即获取得到最大光功率值位置（Z），也即所述第三调整参数或金属垫片到的厚度值，然后，将金属垫片插入耦合镜头5和灵活光纤座结构装置10之间，此时，运用灵活光纤座结构装置10中三顶三拉结构装置将光纤座13稳固在光功率最大位置处，从而完成到位达到最佳耦合效率。本发明中通过金属垫片对耦合透镜头的轴向距离进行补偿，从而得到最大的光功率，进一步地提升了空间光到光纤光的耦合功率。

为了更好的理解本发明，以下结合图7-10对本发明的基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置的工作原理进行详细的说明：

本发明在对基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置进行调试后，计算空间光到光纤的最大耦合光功率的过程中，将整个调试过程分为成了三个阶段：

如图7所示，在第一个阶段中求得像面倾斜量，以实现对耦合镜头5进行角度调整，那么具体地求得像面倾斜量的过程如下：

（1）、首先，将大视场平场显微物镜6安装在相机单元7，并固定在第一高精度六轴位移台8上，接着，将分辨率靶标2安装于平行光管3后焦附近，并将耦合镜头5安装固定在第一高精度六轴位移台4上；之后，平行光管光源1发出空间光，经过分辨率靶标2后到平行光管3出射所述空间光，经过耦合镜头5折射会聚所述第一耦合光束在耦合镜头5后焦的某一不确定位置聚焦；（2）、驱动第一高精度六轴位移台8带动所述大视场平场显微物镜6和所述相机单元7，在耦合镜头5的像面附近进行前后移动寻找所述第一分辨率靶标图像，寻找到所所述第一分辨率靶标图像后等待精细调整，先完成像面图像中十字叉丝中心基本位于相机单元7的中心；（3）、计算所述第一分辨率靶标图像中前后位置四角黑白线对比度，通过四角对比度，寻找四角对比度一致点构成平面与初始像面的空间角度差，即像面倾斜量K（可分解为α1/β1/γ1）；（4）、驱动第一高精度六轴位移台4进行微调耦合镜头5，驱动量即为像面倾斜量K（根据K微调这么多的驱动量）；（5）、第一高精度六轴位移台4移动停止后再计算像面倾斜量，重复驱动第一高精度六轴位移台4进行微调耦合镜头5的步骤，直至像面倾斜量小于预设倾斜量阈值，例如经验值0.01度；至此，完成待安装的耦合镜头5、平行光管3和相机光轴对齐。

如图8所示，在第二个阶段中求得耦合镜与灵活光纤座结构装置10间的倾斜量（灵活光纤座结构装置10所需安装位置），以实现对灵活光纤座结构装置10进行位置调整，那么具体地求得灵活光纤座结构装置10所需安装位置的过程如下：

（1）、将灵活光纤座结构装置10安装至耦合镜头5上；（2）、遵照阶第一阶段的操作方式，驱动第一高精度六轴位移台8返回阶段一中的会聚所述第一耦合光束在耦合镜头5内聚焦的位置处，即在经角度调整前的耦合镜头5的像面附近观察到分辨率靶标2的图像的位置；（3）、通过灵活光纤座结构装置10中三顶三拉结构装置寻找到所述第一分辨率靶标图像中的十字叉丝中心，通过微调三顶三拉结构装置进行精细微调整，完成像面图像中十字叉丝中心重新出现在相机单元7的中心；（4）、微调三顶三拉结构装置寻找到图像后十字叉丝中心四周四个黑白线对；（5）通过继续微调三顶三拉结构装置进行精细微调整，计算十字叉丝图像对称度，即计算十字叉丝中心以外四条线段长度差异，通过精细调整，使得四条线段中每两个线段的长度差异小于所述预设像元大小，例如一般经验值为2个像元大小；此时完成了灵活光纤座结构装置10所需安装位置（α/β/γ）的调整。

如图9所示，在第三个阶段中求得耦合镜与耦合光束光斑焦点位置轴向偏离数值（垫片的精确厚度值），以利用金属垫片进行耦合光功率补偿，那么具体地求得金属垫片的精确厚度值的过程如下：

（1）、将耦合光纤11安装（插入）于灵活光纤座结构装置10中的光纤座13中，另一端接入光功率计12；（2）、调整三顶三拉结构装置使得光功率计12显示的光功率值往数值变大方向变化；（3）、重复调大光功率值的操作直至功率值为最大值后，停止调整，即此刻位置即为最大光功率值位置（Z），那么调整的功率变化位置量就是所述第三调整参数，即金属垫片的精确厚度值；（4）、将制定后的金属垫片插入灵活光纤座结构装置10与耦合镜头5之间，运用三顶三拉结构装置将光纤座13稳固在光功率最大位置，即完成到位达到最佳耦合效率。

进一步地，请参阅图10，本发明提供的一种基于上所述的基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置的基于分辨率靶标2探测的空间光-光纤耦合方法，所述基于分辨率靶标2探测的空间光-光纤耦合方法包括以下步骤：

S100、所述空间光发射模块20发送带有分辨率靶标图案的空间光至所述耦合模块21。

具体地，本发明在对基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置进行调试后，计算空间光到光纤的最大耦合光功率的过程中，将整个调试过程分为成了三个阶段：

在第一个阶段中，所述空间光发射模块20发出带有分辨率靶标图案的空间光至所述耦合模块21，以便所述耦合模块21对带有分辨率靶标图案的空间光进行耦合。

进一步地，在第一个阶段中，即在将所述空间光成像模块23安装在所述支撑模块26上之前，首先将所述空间光发射模块20中的所述分辨率靶标2安装于所述空间光发射模块20中的所述平行光管光源1的后焦附近，并将所述耦合模块21安装固定在所述支撑模块26上，之后，所述平行光管光源1发出所述空间光，然后经过分辨率靶标2后到平行光管3出射所述空间光至所述耦合模块21。

S200、将所述空间光成像模块23安装在所述支撑模块26上后，所述耦合模块21对所述空间光进行耦合，并将得到的第一耦合光束传输至所述空间光成像模块23。

具体地，在第一阶段中，在所述空间光发射模块20发出带有分辨率靶标图案的空间光至所述耦合模块21后，所述耦合模块21对所述空间光进行耦合，使得所述空间光耦合成所述第一耦合光束后，传输至所述空间光成像模块23中，以便所述空间光成像模块23对所述第一耦合光束进行成像。

更进一步地，请参阅图11，所述S200、将所述空间光成像模块23安装在所述支撑模块26上后，所述耦合模块21对所述空间光进行耦合，并将得到的第一耦合光束传输至所述空间光成像模块23的步骤具体包括：

S210、将大视场平场显微物镜6安装在相机单元7后，固定在第一高精度六轴位移台8上；

S220、耦合镜头5对平行光管3发送的带有分辨率靶标图案的空间光进行耦合，得到所述第一耦合光束；

S230、所述耦合镜头5将所述第一耦合光束经过所述大视场平场显微物镜6传输至相机单元7。

具体地，在第一个阶段中，先将大视场平场显微物镜6安装在相机单元7，并固定在第一高精度六轴位移台8上，在平行光管光源1发出所述空间光时，然后经过分辨率靶标2后到平行光管3出射所述空间光，其次，耦合镜头5对平行光管3源发送的带有分辨率靶标图案的空间光进行耦合，即经过耦合镜头5折射会聚所述第一耦合光束在耦合镜头5的后焦的某一不确定位置聚焦，以便所述相机单元7根据所述第一耦合光束进行成像。

进一步地，请继续参阅图10，S300、所述空间光成像模块23对所述第一耦合光束进行成像，并根据成像后的第一分辨率靶标图像得到第一调整参数，所述支撑模块26根据所述第一调整参数调整所述耦合模块21的角度。

具体地，在所述空间光成像模块23对所述第一耦合光束进行成像时，所述空间光成像模块23输出所述第一分辨率靶标图像，根据所述第一分辨率靶标图像中十字叉丝中心的四个角的分辨率差异，计算得到所述第一调整参数，然后，所述支撑模块26根据所述第一调整参数调整所述耦合镜头5的角度，从而实现了对耦合镜头5的角度调整，减少了耦合光功率的损耗。

本发明中基于分辨率靶标2探和成像原理，定量计算空间光-光纤耦合过程中由于各类误差导致的空间坐标倾斜，从而改善所导致的耦合效率下降的问题。

更进一步地，请参阅图12，S300、所述空间光成像模块23对所述第一耦合光束进行成像，并根据成像后的第一分辨率靶标图像得到第一调整参数，所述支撑模块26根据所述第一调整参数调整所述耦合模块21的角度的步骤具体包括：

S310、驱使所述第一高精度六轴位移台8带动所述大视场平场显微物镜6和所述相机单元7前后移动，使得所述第一耦合光束在所述相机单元7内成像，得到第一位置和所述第一分辨率靶标图像；

S320、计算所述第一分辨率靶标图像内前后位置四角黑白线的对比度后，将四角对比度的一致点作为构成平面与初始像面的空间角度差，得到所述第一调整参数；

S330、根据所述第一调整参数驱动第一高精度六轴位移台4对耦合镜头5进行角度调整，直至像面倾斜量小于预设倾斜量阈值；其中，所述第一调整参数为像面倾斜量。

具体地，在第一阶段中，当所述耦合镜头5对所述空间光进行耦合时，驱使所述第一高精度六轴位移台8带动所述大视场平场显微物镜6和所述相机单元7前后移动，使得所述第一耦合光束在所述相机单元7内成像，得到第一位置（空间光经过耦合镜头5会聚所述第一耦合光束在耦合镜头5的后焦的某一不确定位置）和所述第一分辨率靶标图像；然后，获取所述第一分辨率靶标图像中十字叉丝中心的位置，并计算所述第一分辨率靶标图像内前后位置四角黑白线的对比度（分辨率/解析力），通过所述对比度寻找四角对比度的一致点作为构成平面与初始像面的空间角度差，得到所述第一调整参数（所述像面倾斜量K（可分解为α1/β1/γ1），其中，α1/β1/γ1分别是指在α/β/γ轴上的倾斜量），再者，根据所述支撑模块26带动所述耦合模块21进行角度调整，调整量就是所述第一调整参数，使得像平面上四个点的对比度一致（相等）；最后，在第一次调整结束后，计算此时的像面倾斜量，重复进行根据所述第一调整参数调整所述耦合模块21的角度的步骤，直至当前的像面倾斜量小于预设倾斜量阈值。

进一步地，请继续参阅图10，S400、将所述光纤座模块22安装在所述耦合模块21后，经过角度调整后的耦合模块21对所述空间光进行耦合，将得到的第二耦合光束经过所述光纤座模块22传输至所述空间光成像模块23。

具体地，在第二阶段中，即将所述光纤座模块22安装在所述耦合镜头5上后，经过角度调整后的耦合镜头5将所述空间光进行耦合成所述第二耦合光束后，将所述第二耦合光束传输至所述光纤座模块22，然后，所述光纤座模块22将所述第二耦合光束经过所述大视场平场显微物镜6传输至所述相机单元7，以便所述相机单元7对所述第二耦合光束进行成像，从而实现将经过角度调整后的耦合镜头5传输的第二耦合光束进行成像，以便根据成像后的第二分辨率靶标图像得到所述耦合镜头5与所述光纤座模块22之间的倾斜量。

更进一步地，请参阅图13，所述S400、将所述光纤座模块22安装在所述耦合模块21后，经过角度调整后的耦合模块21对所述空间光进行耦合，将得到的第二耦合光束经过所述光纤座模块22传输至所述空间光成像模块23的步骤具体包括：

S410、将灵活光纤座结构装置10安装在耦合镜头5上，驱使所述第一高精度六轴位移台8带动所述大视场平场显微物镜6和所述相机单元7前后移动至所述第一位置；

S420、经过角度调整后的耦合镜头5对所述空间光进行耦合，并将得到的所述第二耦合光束依次经过所述灵活光纤座结构装置10和所述大视场平场显微物镜6，传输至所述相机单元7。

具体地，在第二阶段中，将所述灵活光纤座结构装置10安装在所述耦合镜头5的后方后，首先，驱使所述第一高精度六轴位移台8带动所述大视场平场显微物镜6和所述相机单元7前后移动至所述第一位置，即回到空间光经过耦合镜头5会聚所述第一耦合光束在耦合镜头5的后焦的某一不确定位置处；此时，经过角度调整后的耦合镜头5将所述空间光进行耦合成所述第二耦合光束，并将所述第二耦合光束依次传输至所述灵活光纤座结构装置10和所述大视场平场显微物镜6，再由所述大视场平场显微物镜6将所述第二耦合光束传输至所述相机单元7。

进一步地，请继续参阅图10，S500、所述空间光成像模块23对所述第二耦合光束进行成像，根据成像后的第二分辨率靶标图像得到第二调整参数，所述光纤座模块22根据所述第二调整参数进行位置调整。

具体地，在第二阶段中，在经过角度调整后的耦合模块21将所述空间光进行耦合成所述第二耦合光束经过所述光纤座模块22传输至所述空间光成像模块23时，所述空间光成像模块23同样对所述第二耦合光束进行成像，输出所述第二分辨率靶标图像，从而获取所述第二分辨率靶标图像中光束光斑焦点位置图像遮挡情况，判断所述耦合模块21与所述光纤座模块22之间的倾斜量（X/Y/α2/β2/γ2），以确定所述所述光纤座模块22所需安装位置（α2/β2/γ2），即得到所述第二调整参数，最后，所述光纤座模块22根据所述第二调整参数进行位置调整，从而实现了根据所述第二分辨率靶标图像获取所述第二分辨率靶标图像中光束光斑焦点位置图像遮挡情况，得到所述耦合模块21与所述光纤座模块22之间的倾斜量，以便对光纤座模块22进行位置调整，进一步地减少耦合光功率的损失。

更进一步地，请参阅图14，S500、所述空间光成像模块23对所述第二耦合光束进行成像，根据成像后的第二分辨率靶标图像得到第二调整参数，所述光纤座模块22根据所述第二调整参数进行位置调整的步骤具体包括：

S510、相机单元7对所述第二耦合光束进行成像，得到所述第二分辨率靶标图像；

S520、调整灵活光纤座结构装置10中三顶三拉结构装置，找到所述第二分辨率靶标图像中的十字叉丝中心后，使得所述十字叉丝中心与相机单元7中心重合；

S530、调整所述三顶三拉结构装置，并计算十字叉丝图像的对称度；

S540、继续调整所述三顶三拉结构装置，使得所述十字叉丝图像的对称度小于预设像元大小，得到所述第二调整参数；其中，所述第二调整参数为所述耦合模块21与所述光纤座模块22之间的倾斜量。

具体地，在第二阶段中，在经过角度调整后的耦合模块21将所述空间光进行耦合成所述第二耦合光束经过所述光纤座模块22传输至所述空间光成像模块23时，所述相机单元7同样对所述第二耦合光束进行成像，输出所述第二分辨率靶标图像，然后，通过灵活光纤座结构装置10中三顶三拉结构装置寻找到所述第二分辨率靶标图像中的十字叉丝中心，并通过微调三顶三拉结构装置进行精细微调整，使得所述第二分辨率靶标图像中十字叉丝中心重新出现在相机单元7的中心。

其次，继续通过微调三顶三拉结构装置，寻找到所述第二分辨率靶标图像中十字叉丝中心四周的四个黑白线对；并计算十字叉丝图像对称度，即计算十字叉丝中心以外四条线段长度差异；再者，通过再次对所述三顶三拉结构装置进行精细调整，使得四条线段中每两个线段的长度差异小于预设像元大小，例如一般经验值为2个像元大小；此时完成了灵活光纤座结构装置10所需安装位置（α/β/γ）的调整，那么，所述耦合模块21与所述光纤座模块22之间的倾斜量，或四条线段差异位置调节量就是所述第二调整参数。

进一步地，请继续参阅图10，S600、将所述耦合功率计算模块24代替所述空间光成像模块23安装在所述支撑模块26上，并与所述光纤座模块22连接后，经过角度调整后的耦合模块21将得到的所述第二耦合光束传输至所述光纤座模块22。

具体地，在进入第三阶段时，首先，将所述耦合功率计算模块24代替所述空间光成像模块23安装在所述支撑模块26上，并与所述光纤座模块22连接，然后，同样地，经过角度调整后的耦合模块21将所述空间光进行耦合成所述第二耦合光束，并将所述第二耦合光束传输至所述光纤座模块22，以便所述光纤座模块22根据所述第二耦合光束获取所述补偿模块25的规格，再进一步地补偿耦合光功率的损耗，提升耦合功率。

更进一步地，请参阅图15，所述S600、将所述耦合功率计算模块24代替所述空间光成像模块23安装在所述支撑模块26上，并与所述光纤座模块22连接后，经过角度调整后的耦合模块21将得到的所述第二耦合光束传输至所述光纤座模块22的步骤具体包括：

S610、将耦合光纤11的一端安装在灵活光纤座结构装置10内的光纤座13上，将所述耦合光纤11的另一端接入光功率计12；

S620、经过角度调整后的耦合镜头5对所述空间光进行耦合，并将得到的所述第二耦合光束传输至所述灵活光纤座结构装置10。

具体地，在进入第三阶段时，首先，将单模耦合光纤11的一端安装在灵活光纤座结构装置10内光纤座法兰上，并将所述耦合光纤11的另一端接入光功率计12，同理，经过角度调整后的耦合镜头5将所述空间光进行耦合成所述第二耦合光束，并将所述第二耦合光束传输至所述灵活光纤座结构装置10，以便所述灵活光纤座结构装置10根据所述第二耦合光束获取最大光功率值位置。

本发明中通过将光纤座13嵌入于三顶三拉的结构装置中，这样既能保证固定光纤座13的可靠性，又同时保证灵活可调。

进一步地，请继续参阅图10，S700、所述光纤座模块22根据所述第二耦合光束输出第三调整参数，以得到所述补偿模块25的规格，所述耦合功率计算模块24计算空间光到光纤的耦合光功率，所述补偿模块25补偿得到空间光到光纤的最大耦合光功率。

具体地，在第三阶段中，在经过角度调整后的耦合镜头5将耦合得到的所述第二耦合光束传输至所述灵活光纤座结构装置10后，所述灵活光纤座结构装置10获取所述耦合镜头5与所述第二耦合光束的光斑焦点之间的位置轴向偏离数值，即最大光功率值位置，也即所述第三调整参数，以得到所述补偿模块25的规格；然后，将符合规格的所述补偿模块25分别与所述耦合模块21和所述光纤座模块22连接后，所述补偿模块25对耦合光功率进行补偿，此时，所述耦合功率测量得到空间光到光纤的最大耦合光功率，通过所述补偿模块25对耦合光功率进行补偿，从而实现了进一步地提升耦合功率的效率。

通过采用十字叉丝（透光）和成像原理，定量计算空间光-光纤耦合过程中由于各类误差导致的最佳像点位置（即最高耦合效率位置）的位置偏（平）移量，从而改善所导致的耦合效率下降的问题。

更进一步地，请参阅图16，S700、所述光纤座模块22根据所述第二耦合光束输出第三调整参数，以得到所述补偿模块25的规格，所述耦合功率计算模块24计算空间光到光纤的耦合光功率，所述补偿模块25补偿得到空间光到光纤的最大耦合光功率的步骤具体包括：

S710、三顶三拉结构装置根据所述第二耦合光束，获取耦合镜头5与所述第二耦合光束的光斑焦点位置的轴向偏离数值，以得到金属垫片的厚度值；

S720、在经过所述金属垫片进行补偿后，所述耦合功率计算得到空间光到光纤的最大耦合光功率；其中，所述第三调整参数为金属垫片的厚度值。

具体地，在第三阶段中，在将单模耦合光纤11安装至光纤座法兰上，并将所述耦合光纤11的另一端接入光功率计12后，将此时待安装状态的光纤座13/光纤的当前位置记作零点，同理，经过角度调整后的耦合镜头5将耦合得到的所述第二耦合光束传输至所述灵活光纤座结构装置10，调整三顶三拉结构装置使得光功率值往数值变大方向变化，直至功率为最大值时停止调整，即此刻位置即为最大光功率值位置（Z），那么调整的功率变化的相对位移量（相对于零点）就是所述第三调整参数，即金属垫片的精确厚度值；然后，利用所述金属垫片进行补偿后，得到空间光到光纤的最大耦合光功率。通过计算所得所需调节金属垫片厚度（精确值）及安装位置，达到有方向性、高效精准完成从空间光-光纤耦合，从而实现最大耦合效率。

更进一步地，请继续参阅图10，所述基于分辨率靶标2探测的空间光-光纤耦合方法还包括：

S800、根据所述第三调整参数得到金属垫片的厚度值后，将所述金属垫片安装在灵活光纤座结构装置10与耦合镜头5之间，并利用所述三顶三拉结构装置将所述金属垫片进行固定；其中，所述第三调整参数为金属垫片的厚度值。

具体地，在计算得到所述第三调整参数后，根据所述第三调整参数制定所述金属垫片的厚度值，并将所述金属垫片安装在灵活光纤座结构装置10与耦合镜头5之间，运用三顶三拉结构装置将光纤座13稳固在光功率最大位置处，对所述金属垫片进行固定，即完成到位达到最佳耦合效率。通过提出光纤座13固定及三顶三拉结构装置进行微调整，实现了光纤座13在有效固定后又可以实现细微调整。

并且，针对大规模阵列透镜从空间光-光纤的耦合，上述基于分辨率靶标2探测的空间光-光纤耦合方法同样适用，且运用高精度六轴位移平台在阵列耦合透镜的后焦平面空间上进行移动，且基于分辨率靶标2的成像原理、运用相机单元7的视觉功能和可视化操作，从而达到更加直观且快速精准、高效完成阵列化空间光-光纤耦合对耦合一致性、可重复性且方向性提升耦合效率的需求。

综上所述，本发明提供的一种基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置及方法，所述装置包括：耦合模块对空间光发射模块发送的空间光进行耦合；在空间光成像模块与支撑模块连接时，空间光成像模块对接收到的第一耦合光束进行成像，根据第一分辨率靶标图像得到第一调整参数，以支撑模块调整耦合模块的角度；在耦合模块与光纤座模块连接时，空间光成像模块对接收到的第二耦合光束进行成像，根据第二分辨率靶标图像得到第二调整参数，以光纤座模块进行位置调整；在光纤座模块还与耦合功率计算模块连接时，光纤座模块还根据接收到的第二耦合光束输出第三调整参数，以便补偿模块补偿得到空间光到光纤的最大耦合光功率，有效提升了空间光到光纤光的耦合效率。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (16)

1.一种基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置，其特征在于，所述基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置包括：空间光发射模块、耦合模块、光纤座模块、空间光成像模块、耦合功率计算模块、补偿模块和支撑模块；

所述支撑模块分别与所述空间光发射模块、所述耦合模块、所述空间光成像模块和所述耦合功率计算模块连接；所述补偿模块分别与所述耦合模块和所述光纤座模块连接；在所述空间光成像模块与所述支撑模块连接时，所述空间光发射模块、所述耦合模块和所述空间光成像模块依次前后设置；在所述空间光成像模块与所述支撑模块连接且所述耦合模块与所述光纤座模块连接时，所述空间光发射模块、所述耦合模块、所述光纤座模块和所述空间光成像模块依次前后设置；在所述耦合功率计算模块分别与所述耦合模块和所述光纤座模块连接时，所述空间光发射模块、所述耦合模块和所述耦合功率计算模块依次前后设置；

所述空间光发射模块用于发送带有分辨率靶标图案的空间光至所述耦合模块；

在所述空间光成像模块与所述支撑模块连接时，所述耦合模块用于对所述空间光进行耦合，并将得到的第一耦合光束传输至所述空间光成像模块，所述空间光成像模块用于对所述第一耦合光束进行成像，根据成像后的第一分辨率靶标图像得到第一调整参数，所述支撑模块用于固定所述耦合模块和所述空间光成像模块，以及用于根据所述第一调整参数调整所述耦合模块的角度；其中，所述第一调整参数为像面倾斜量；

在所述空间光成像模块与所述支撑模块且所述耦合模块与所述光纤座模块连接时，所述耦合模块用于对所述空间光进行耦合，将得到的第二耦合光束经过所述光纤座模块传输至所述空间光成像模块，所述空间光成像模块用于对所述第二耦合光束进行成像，根据成像后的第二分辨率靶标图像得到第二调整参数，所述光纤座模块用于根据所述第二调整参数进行位置调整；其中，所述第二调整参数为所述耦合模块与所述光纤座模块之间的倾斜量；

在所述耦合功率计算模块分别与所述耦合模块和所述光纤座模块连接时，所述耦合模块用于将得到的所述第二耦合光束传输至所述光纤座模块，所述光纤座模块还用于根据所述第二耦合光束输出第三调整参数，以得到所述补偿模块的规格，所述耦合功率计算模块用于计算空间光到光纤的耦合光功率，所述补偿模块用于补偿得到空间光到光纤的最大耦合光功率，所述光纤座模块还用于固定所述耦合模块和所述耦合功率计算模块；其中，所述第三调整参数为所述补偿模块的规格。

2.根据权利要求1所述的基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置，其特征在于，所述空间光发射模块包括：平行光管光源、分辨率靶标和平行光管；

所述平行光管光源、所述分辨率靶标和所述平行光管依次前后设置在所述支撑模块上；在所述空间光成像模块与所述支撑模块连接时，所述平行光管还与所述耦合模块和所述空间光成像模块依次前后设置在所述支撑模块上；在所述空间光成像模块与所述支撑模块连接且所述耦合模块与所述光纤座模块连接时，所述平行光管还与所述耦合模块、所述光纤座模块和所述空间光成像模块依次前后设置；在所述耦合功率计算模块分别与所述耦合模块和所述光纤座模块连接时，所述平行光管还与所述耦合模块、所述光纤座模块和所述耦合功率计算模块依次前后设置；所述分辨率靶标由中间为一个镂空的十字叉丝，以及四个象限为镂空的长方条组成，并且每一个象限内的长方条为三个，且依次分布在每一个象限的正中间与各自象限的两端组成三角形。

3.根据权利要求1所述的基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置，其特征在于，所述耦合模块包括：耦合镜头；

所述耦合镜头与所述支撑模块连接；在所述空间光成像模块与所述支撑模块连接时，所述空间光发射模块、所述耦合镜头和所述空间光成像模块依次前后设置；在所述空间光成像模块与所述支撑模块连接且所述耦合模块与所述光纤座模块连接时，所述空间光发射模块、所述耦合镜头、所述光纤座模块和所述空间光成像模块依次前后设置；在所述耦合功率计算模块分别与所述耦合模块和所述光纤座模块连接时，所述空间光发射模块、所述耦合镜头、所述光纤座模块和所述耦合功率计算模块依次前后设置。

4.根据权利要求3所述的基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置，其特征在于，所述光纤座模块包括：灵活光纤座结构装置；所述灵活光纤座结构装置与所述耦合镜头连接；

在所述空间光成像模块与所述支撑模块连接且所述耦合模块与所述光纤座模块连接时，所述空间光发射模块、所述耦合镜头、所述灵活光纤座结构装置和所述空间光成像模块依次前后设置；在所述耦合功率计算模块分别与所述耦合模块和所述光纤座模块连接时，所述空间光发射模块、所述耦合镜头、所述灵活光纤座结构装置和所述耦合功率计算模块依次前后设置。

5.根据权利要求1所述的基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置，其特征在于，所述空间光成像模块包括：大视场平场显微物镜和相机单元；所述大视场平场显微物镜分别与所述支撑模块和所述相机单元连接；

在所述空间光成像模块与所述支撑模块连接时，所述空间光发射模块、所述耦合模块、所述大视场平场显微物镜、所述相机单元和所述空间光成像模块依次前后设置在所述支撑模块上；在所述空间光成像模块与所述支撑模块连接且所述耦合模块与所述光纤座模块连接时，所述空间光发射模块、所述耦合模块、所述光纤座模块、所述大视场平场显微物镜和所述相机单元依次前后设置；在所述耦合功率计算模块分别与所述耦合模块和所述光纤座模块连接时，所述空间光发射模块、所述耦合模块、所述光纤座模块、所述大视场平场显微物镜、所述相机单元和所述耦合功率计算模块依次前后设置。

6.根据权利要求4所述的基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置，其特征在于，所述耦合功率计算模块包括：耦合光纤和光功率计；

所述耦合镜头、所述灵活光纤座结构装置、所述耦合光纤和所述光功率计依次连接，所述光功率计还与所述支撑模块连接；

在所述耦合功率计算模块分别与所述耦合模块和所述光纤座模块连接时，所述空间光发射模块、所述耦合镜头、所述灵活光纤座结构装置、所述耦合光纤和所述光功率计依次前后设置。

7.根据权利要求1所述的基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置，其特征在于，所述支撑模块包括：第一高精度六轴位移台、第二高精度六轴位移台和光学平台；

所述空间光发射模块、第一高精度六轴位移台和第二高精度六轴位移台依次前后设置在所述光学平台上；所述耦合模块固定连接在所述第一高精度六轴位移台上；在所述空间光成像模块与所述支撑模块连接时，以及在所述空间光成像模块与所述支撑模块连接且所述耦合模块与所述光纤座模块连接时，所述空间光成像模块均固定连接在所述第二高精度六轴位移台上；在所述耦合功率计算模块分别与所述耦合模块和所述光纤座模块连接时，所述耦合功率计算模块固定连接在所述第二高精度六轴位移台上。

8.根据权利要求4所述的基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置，其特征在于，所述补偿模块包括：金属垫片；在利用所述金属垫片进行补偿时，所述空间光发射模块、所述耦合镜头、所述金属垫片、所述灵活光纤座结构装置和所述耦合功率计算模块依次前后设置。

9.一种基于权利要求1-8任一项所述的基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置的基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合方法，其特征在于，所述基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合方法包括以下步骤：

所述空间光发射模块发送带有分辨率靶标图案的空间光至所述耦合模块；

将所述空间光成像模块安装在所述支撑模块上后，所述耦合模块对所述空间光进行耦合，并将得到的第一耦合光束传输至所述空间光成像模块；

所述空间光成像模块对所述第一耦合光束进行成像，并根据成像后的第一分辨率靶标图像得到第一调整参数，所述支撑模块根据所述第一调整参数调整所述耦合模块的角度；

将所述光纤座模块安装在所述耦合模块后，经过角度调整后的耦合模块对所述空间光进行耦合，将得到的第二耦合光束经过所述光纤座模块传输至所述空间光成像模块；

所述空间光成像模块对所述第二耦合光束进行成像，根据成像后的第二分辨率靶标图像得到第二调整参数，所述光纤座模块根据所述第二调整参数进行位置调整；

将所述耦合功率计算模块代替所述空间光成像模块安装在所述支撑模块上，并与所述光纤座模块连接后，经过角度调整后的耦合模块将得到的所述第二耦合光束传输至所述光纤座模块；

所述光纤座模块根据所述第二耦合光束输出第三调整参数，以得到所述补偿模块的规格，所述耦合功率计算模块计算空间光到光纤的耦合光功率，所述补偿模块补偿得到空间光到光纤的最大耦合光功率。

10.根据权利要求9所述的基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合方法，其特征在于，所述将所述空间光成像模块安装在所述支撑模块上后，所述耦合模块对所述空间光进行耦合，并将得到的第一耦合光束传输至所述空间光成像模块的步骤具体包括：

将大视场平场显微物镜安装在相机单元后，固定在第二高精度六轴位移台上；

耦合镜头对耦合光管发送的带有分辨率靶标图案的空间光进行耦合，得到所述第一耦合光束；

所述耦合镜头将所述第一耦合光束经过所述大视场平场显微物镜传输至相机单元。

11.根据权利要求10所述的基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合方法，其特征在于，所述空间光成像模块对所述第一耦合光束进行成像，并根据成像后的第一分辨率靶标图像得到第一调整参数，所述支撑模块根据所述第一调整参数调整所述耦合模块的角度的步骤具体包括：

驱使所述第二高精度六轴位移台带动所述大视场平场显微物镜和所述相机单元前后移动，使得所述第一耦合光束在所述相机单元内成像，得到第一位置和所述第一分辨率靶标图像；

计算所述第一分辨率靶标图像内前后位置四角黑白线的对比度后，将四角对比度的一致点作为构成平面与初始像面的空间角度差，得到所述第一调整参数；

根据所述第一调整参数驱动第一高精度六轴位移台对耦合镜头进行角度调整，直至像面倾斜量小于预设倾斜量阈值；其中，所述第一调整参数为像面倾斜量。

12.根据权利要求11所述的基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合方法，其特征在于，所述将所述光纤座模块安装在所述耦合模块后，经过角度调整后的耦合模块对所述空间光进行耦合，将得到的第二耦合光束经过所述光纤座模块传输至所述空间光成像模块的步骤具体包括：

将灵活光纤座结构装置安装在耦合镜头上，驱使所述第二高精度六轴位移台带动所述大视场平场显微物镜和所述相机单元前后移动至所述第一位置；

经过角度调整后的耦合镜头对所述空间光进行耦合，并将得到的所述第二耦合光束依次经过所述灵活光纤座结构装置和所述大视场平场显微物镜，传输至所述相机单元。

13.根据权利要求9所述的基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合方法，其特征在于，所述空间光成像模块对所述第二耦合光束进行成像，根据成像后的第二分辨率靶标图像得到第二调整参数，所述光纤座模块根据所述第二调整参数进行位置调整的步骤具体包括：

相机单元对所述第二耦合光束进行成像，得到所述第二分辨率靶标图像；

调整灵活光纤座结构装置中三顶三拉结构装置，找到所述第二分辨率靶标图像中的十字叉丝中心后，使得所述十字叉丝中心与相机单元中心重合；

调整所述三顶三拉结构装置，并计算十字叉丝图像的对称度；

继续调整所述三顶三拉结构装置，使得所述十字叉丝图像的对称度小于预设像元大小，得到所述第二调整参数；其中，所述第二调整参数为所述耦合模块与所述光纤座模块之间的倾斜量。

14.根据权利要求9所述的基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合方法，其特征在于，所述将所述耦合功率计算模块代替所述空间光成像模块安装在所述支撑模块上，并与所述光纤座模块连接后，经过角度调整后的耦合模块将得到的所述第二耦合光束传输至所述光纤座模块的步骤具体包括：

将耦合光纤的一端安装在灵活光纤座结构装置内的光纤座上，将所述耦合光纤的另一端接入光功率计；

经过角度调整后的耦合镜头对所述空间光进行耦合，并将得到的所述第二耦合光束传输至所述灵活光纤座结构装置。

15.根据权利要求9所述的基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合方法，其特征在于，所述光纤座模块根据所述第二耦合光束输出第三调整参数，以得到所述补偿模块的规格，所述耦合功率计算模块计算空间光到光纤的耦合光功率，所述补偿模块补偿得到空间光到光纤的最大耦合光功率的步骤具体包括：

三顶三拉结构装置根据所述第二耦合光束，获取耦合镜头与所述第二耦合光束的光斑焦点位置的轴向偏离数值，以得到金属垫片的厚度值；

在经过所述金属垫片进行补偿后，所述耦合功率计算得到空间光到光纤的最大耦合光功率；其中，所述第三调整参数为金属垫片的厚度值。

16.根据权利要求15所述的基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合方法，其特征在于，所述基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合方法还包括：

根据所述第三调整参数得到金属垫片的厚度值后，将所述金属垫片安装在灵活光纤座结构装置与耦合镜头之间，并利用所述三顶三拉结构装置将所述金属垫片进行固定。

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