CN117471616A - 一种保偏双光纤尾纤及其自动对轴设备和自动对轴方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种保偏双光纤尾纤及其自动对轴设备和自动对轴方法，属于保偏光纤相关技术领域，其包括在工作台上对应设置的旋转夹持组件、固化组件和成像识别组件，利用毛细管固定块与支撑块的对应设置，可以实现对轴穿纤毛细管的可靠固定，再利用旋转夹持组件与成像识别组件的协同工作，可以实现两根保偏光纤在毛细管中对轴穿纤后端面状态的快速识别以及光纤位置的快速调节。本发明的自动对轴设备，其结构简单，拆装、操作便捷，能够准确实现两根保偏光纤在毛细管中对轴固定时的端面识别，并自动完成光纤对轴角度的调节，提升保偏光纤的对轴精度，提升保偏双光纤尾纤的制备精度，提升产品的制备良品率和使用性能，具有较好的使用价值。

Description

一种保偏双光纤尾纤及其自动对轴设备和自动对轴方法

技术领域

本发明属于保偏光纤相关技术领域，具体涉及一种保偏双光纤尾纤的自动对轴设备和利用该设备的自动对轴方法，以及通过该自动对轴方法制得的保偏双光纤尾纤。

背景技术

一般情况下，保偏光纤包含纤芯和两个应力区，能够维持线偏正光的传输。在保偏光纤的应用过程中，经常会遇到保偏光纤的对轴连接过程，而在保偏光纤的对接过程中，通常需要对准其应力区角度。

目前，保偏光纤的对轴连接通常采用常规保偏连接器或者熔接的方式进行。其中，利用常规保偏光纤连接器进行保偏光纤的对轴连接时，其通常需要采用插芯胶水完成对轴光纤的连接；然而，受到插芯胶水应力作用的影响，往往会使得光纤的对轴精度不高（通常为±3°），导致其消光比一般仅能维持在25db左右，无法满足高精度的应用需求。因此，对于高性能保偏光纤的对轴连接而言，其通常需要采用熔接的方式来完成，利用熔接的方式，可以使得对轴精度达到±1°，消光比达到35db以上，有效满足高精度应用的需求。不过，保偏光纤熔接工艺相对于常规保偏连接器连接方式而言，大多也存在现场维护困难，机械性能较低，无法满足新型多芯器件应用等问题，应用局限性较大。

另外，随着保偏光纤相关技术的发展，也越来越多地出现双保偏光纤组合乃至多保偏光纤组合的产品，对于相关的对轴技术提出了更高的要求，导致现有的保偏光纤对轴技术无法有效满足，亟需设计新的设备和技术来满足实际应用的需求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种保偏双光纤尾纤及其自动对轴设备和自动对轴方法，能够满足保偏双光纤尾纤的对轴制备需求，实现保偏双光纤尾纤的高精度制备，提升多芯器件开发、制备的效率和精度，降低保偏光纤的应用成本。

为实现上述目的，本发明的一个方面，提供一种保偏双光纤尾纤的自动对轴设备，包括设置有工作台的机体；还包括毛细管固定块以及对应其设置的旋转夹持组件、固化组件和成像识别组件；

所述毛细管固定块呈块状结构，其块体上贯穿开设有毛细管容置孔，用于待穿纤毛细管的穿设定位；

所述旋转夹持组件为成对设置的两个，用于两根保偏光纤穿孔后的分别夹持固定以及夹持后的分别旋转调节；

所述固化组件设置在所述旋转夹持组件和所述成像识别组件之间，其包括支撑块和固化模块；所述支撑块的顶部设置有用于毛细管固定块装配的安装位，并使得装配后的毛细管固定块可以其毛细管容置孔的两端分别正对旋转夹持组件和成像识别组件；所述固化模块设置在支撑块的一侧，用于促使填充于毛细管两轴孔中的胶液固化；

所述成像识别组件设置在所述固化组件背离所述旋转夹持组件的一侧，用于在毛细管固定块装配于所述支撑块后识别所述毛细管容置孔以及所述毛细管容置孔中的毛细管端面和对轴穿纤后两根保偏光纤的端面，以为对应旋转夹持组件的旋转调节提供依据。

作为本发明的进一步改进，还包括研磨盘；

所述研磨盘上贯穿开设有至少一个用于所述毛细管固定块嵌设的容纳孔，并在所述容纳孔的一侧开设有连接孔；

相应地，在所述毛细管固定块上对应所述连接孔设置有连接件，所述连接件可在所述毛细管固定块以其开设有毛细管容置孔的一端嵌入所述容纳孔后匹配所述连接孔，以此将所述毛细管固定块固定于所述研磨盘。

作为本发明的进一步改进，所述连接件包括设置于所述毛细管固定块上贯穿孔中的直线轴承和一端匹配所述直线轴承一端的锁紧螺母，通过拧动所述锁紧螺母便可以所述直线轴承背离所述锁紧螺母的一端锁紧连接所述连接孔。

作为本发明的进一步改进，在所述毛细管固定块的一侧开设有贯穿所述毛细管容置孔中部的嵌设槽，并在所述固定槽中设置有嵌设深度可调的锁紧块，通过调节所述锁紧块的嵌设深度可实现所述毛细管容置孔中毛细管的压紧或者松开。

作为本发明的进一步改进，对应所述锁紧块在所述毛细管固定块上设置有弹性缓冲件，用于所述锁紧块嵌设深度调节过程中的弹性缓冲。

作为本发明的进一步改进，所述旋转夹持组件包括固定底座和设置于该固定底座上的光纤夹持单元、旋转支架；

所述光纤夹持单元呈杆状结构，其一端通过旋转轴与设置在旋转支架上的旋转转盘连接，用于在所述旋转转盘的带动下进行绕轴转动，且其另一端的表面开设有一定深度的固定槽，并对应所述固定槽设置有压板，使得对轴穿纤后的保偏光纤可在压板的压持下固定夹持在所述光纤夹持单元上。

作为本发明的进一步改进，所述旋转夹持组件还包括滑移单元；

所述旋转支架通过所述滑移单元连接于所述固定底座，并可在该滑移单元的带动下沿光纤夹持单元的轴向往复滑移。

作为本发明的进一步改进，所述支撑块和/或所述成像识别组件的底部设置有可调支架，用于带动所述支撑块和/或所述成像识别组件进行对应方向上的位置调节。

本发明的另一个方面，还提供一种保偏双光纤尾纤的自动对轴方法，其利用所述的保偏双光纤尾纤的自动对轴设备来实现，该自动对轴方法包括如下过程：

（1）将一个毛细管嵌入毛细管固定块上的毛细管容置孔中，并将该毛细管固定块装配于支撑块上，使得毛细管的两端分别与成像识别组件以及旋转夹持组件对正；

（2）控制成像识别组件工作，设定轴向法线并识别毛细管端部两轴孔的圆心，且以两轴孔圆心的连线作为基准线；

（3）通过成像识别组件判定所述基准线与所述轴向法线之间的夹角是否满足设定要求；若不满足，则旋转毛细管到位；

（4）将待对轴穿纤的两根保偏光纤分别嵌入毛细管的两轴孔中，直至两所述两根保偏光纤的端部突出毛细管正对成像识别组件的一端；此后，将两所述保偏光纤分别夹持固定在对应的旋转夹持组件上；

（5）控制成像识别组件分别识别两根保偏光纤的端部，识别两根保偏光纤端部上的两应力区，由各保偏光纤端部两应力区中心的连线得到各保偏光纤端部的参考线；

（6）分别识别两参考线与所述基准线之间的夹角，判定两夹角是否满足对轴穿设预设值的要求；若不满足，则控制对应的旋转夹持组件带动由其夹持固定的保偏光纤旋转，直至满足预设值的要求；当两夹角满足对轴穿设预设值的要求后，锁定两旋转夹持组件的位置；

（7）控制固化组件中的固化模块工作，促使提前填充于所述毛细管中的胶液固化，从而完成两根保偏光纤在毛细管中的自动对轴作业。

作为本发明的进一步改进，在过程（7）中控制固化模块工作的同时，控制成像识别组件实时检测两保偏光纤上参考线与基准线之间的夹角；

在固化模块开始工作后的10s内，若夹角超出预设值，则控制对应的旋转夹持组件带动由其加持固定的保偏光纤旋转对应角度。

作为本发明的进一步改进，在完成过程（7）后，还进行有如下过程：

（8）解除旋转夹持组件对两根保偏光纤的夹持，并将所述毛细管固定块从支撑块上取下；保持毛细管在毛细管容置孔中的固定，并将毛细管固定块安装于研磨盘中进行保偏光纤端部的研磨。

作为本发明的进一步改进，完成光纤端部的研磨过程后，将所述毛细管固定块从研磨盘上取下并将其固定在支撑块上，控制成像识别组件识别所述毛细管端部的光纤对轴角度以及光纤的端面质量；此后，将所述毛细管固定块从支撑块上取下并将对轴穿纤后的毛细管从毛细管容置孔中取出，得到完成制备的保偏双光纤尾纤。

本发明的又一个方面，还提供一种保偏双光纤尾纤，其通过所述的保偏双光纤尾纤的自动对轴方法制备而成，其包括毛细管和端部已在该毛细管中对轴完毕并固定的两根保偏光纤。

上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

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，具有的有益效果包括：

（1）本发明的保偏双光纤尾纤的自动对轴设备，其包括在工作台上对应设置的旋转夹持组件、固化组件和成像识别组件，利用毛细管固定块与固化组件中支撑块的对应设置，可以实现对轴穿纤毛细管的可靠固定，再利用旋转夹持组件与成像识别组件的协同工作，可以实现保偏光纤在毛细管中对轴穿纤后端面状态的快速识别以及光纤位置的快速调节，有效保证保偏光纤对轴穿纤过程的作业精度，提升产品的对轴精度、成品率和产品一致性，降低保偏双光纤尾纤产品的不合格率。

（2）本发明的保偏双光纤尾纤的自动对轴设备，其利用研磨盘和毛细管固定块对应设置并组成对轴研磨组件，可以实现毛细管对轴穿纤后的端面研磨，研磨过程中不改变毛细管与毛细管固定块之间的对位状态，避免了研磨后端面形态检测时的二次对位，简化了保偏双光纤尾纤对轴制备过程中的工序，提升了保偏双光纤尾纤制备的效率和精度，降低了保偏双光纤尾纤的制备成本。

（3）本发明的保偏双光纤尾纤的自动对轴设备，其通过旋转夹持组件、固化组件和成像识别组件中各部件的组合设置，尤其是两可调支架以及滑动单元的组合设置，可以实现两根保偏光纤对轴作业过程中各部件相对位置的灵活调节，保证对轴作业过程中的对轴控制精度，提升产品对轴加工的效率。

（4）本发明的保偏双光纤尾纤的自动对轴方法，其利用自动对轴设备来实现，步骤简单，控制便捷，能够准确完成毛细管端面、穿纤后光纤端面的识别，并自动完成相应光纤的旋转调节，有效提升两根保偏光纤在毛细管中对轴穿纤的效率和精度，降低保偏双光纤尾纤的制备成本。

（5）本发明的保偏双光纤尾纤的自动对轴设备，其结构简单，拆装、操作便捷，能够准确实现两根保偏光纤在毛细管中对轴固定时的端面识别，并自动完成光纤对轴角度的调节，提升两根保偏光纤的对轴精度和效率，提升保偏双光纤尾纤的制备精度，提升产品的制备良品率和使用性能，具有较好的使用价值。

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是本发明实施例中保偏双光纤尾纤的自动对轴设备的整体结构示意图；

图2是本发明实施例中自动对轴设备的对轴核心构件的结构示意图；

图3是本发明实施例中自动对轴设备的旋转夹持组件的结构示意图；

图4是本发明实施例中自动对轴设备的固化组件的结构示意图；

图5是本发明实施例中自动对轴设备的对轴研磨组件的结构示意图；

图6是本发明实施例中以自动对轴设备进行保偏光纤对轴调节的结构示意图；

图7是本发明实施例中以自动对轴设备进行保偏光纤对轴作业的流程示意图；

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：

1、保偏光纤；2、毛细管；3、机体；4、旋转夹持组件；5、固化组件；6、成像识别组件；7、对轴研磨组件；

11、第一保偏光纤；111、第一参考线；12、第二保偏光纤；121、第二参考线；13、圆心直线；21、第一轴孔；22、第二轴孔；23、基准线；31、工作台；311、金属水平平台；312、旋转组件基座；32、支撑框架；33、走行轮；41、光纤夹持单元；411、固定槽；412、压板；413、旋转轴；42、旋转支架；421、旋转转盘；43、滑移单元；431、滑杆；432、转动杆；433、滑块；44、固定底座；45、控制线缆；51、第一可调支架；52、支撑块；53、固化模块；531、固定支撑架；532、紫外固化灯；61、第二可调支架；62、CCD相机；63、显示器；71、毛细管固定块；711、锁紧螺母；712、顶丝弹簧；713、直线轴承；714、毛细管容置孔；715、锁紧螺丝；716、锁紧块；717、弹性缓冲件；72、研磨盘；721、容纳槽；722、连接孔。

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用以解释本发明，并不用于限定本发明。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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例：

请参阅图1~图6，本发明优选实施例中的保偏双光纤尾纤的自动对轴设备包括机体3，该机体3包括支撑框架32和设置在该支撑框架32上的工作台31，并在该工作台31上设置有旋转夹持组件4、固化组件5和成像识别组件6。

在实际作业时，用于对轴穿纤作业的毛细管2如图6中所示，其用于两根保偏光纤1的穿设，即第一保偏光纤11和第二保偏光纤12。毛细管2的整体呈圆柱形结构，内部沿轴向开设有一对通孔，即第一轴孔21和第二轴孔22，两轴孔的轴线平行，分别用于两根保偏光纤1的穿设、固定。

在优选实施例中，除两轴孔的开设区域外，毛细管2的其余部位为实心结构，且两轴孔圆心的连线优选过毛细管2的圆心。

更具体地，优选实施例中的支撑框架32为金属框架，其内部形成有容置空腔，形成箱体结构，使得各组件所需设备可对应容置安装于支撑框架32的容置空腔中。同时，优选实施例中的工作台31优选为大理石水平平台，其设置在支撑框架32的顶部，用于放置旋转对轴作业的相关构件并辅助完成相应的作业过程。

优选地，在支撑框架32的底部设置有多个走行轮33，用于实现支撑框架32的支撑和位移，确保设备的工作位置可根据需要灵活调节。

在实际设置时，前述走行轮33可设置为支撑高度可调的形式，使得工作台31的水平状态可通过各走行轮33的调节。同时，对应各走行轮33也可分别设置伸缩支撑结构，使得走行轮33走行到位后可通过各伸缩支撑结构的调节完成支撑框架32的可靠支撑。

如图3中所示，优选实施例中的旋转夹持组件4为成对设置的两个，用于待穿管两根保偏光纤1的分别夹持和旋转调节。

具体地，旋转夹持组件4包括旋转支架42和设置在旋转支架42上的光纤夹持单元41，光纤夹持单元41呈杆状结构，其一端通过旋转轴413与安装于旋转支架42顶部的旋转转盘421转动连接，另一端的表面上开设有固定槽411，该固定槽411的延伸方向平行于旋转支架42的轴线，其进一步优选为V型槽，使得待对轴穿孔的两根保偏光纤1可对应嵌设于该V型槽中。

同时，对应固定槽411设置有压板412，用于在固定槽411中嵌设有保偏光纤1后将其压持于该固定槽411中。相应地，两旋转转盘421分别通过控制线缆45与伺服电机电连接，使得伺服电机可根据需要控制两旋转转盘421对应转动，进而完成两根保偏光纤1的旋转调节。

更详细地，优选实施例中的旋转支架42呈竖向杆状结构，其顶部对应旋转轴413开设有贯穿通孔，使得旋转轴413的一端可与光纤夹持单元41的端部连接，另一端穿过贯穿通孔并与固定于旋转支架42上的旋转转盘421连接。

进一步地，旋转支架42的底部通过滑移单元43安装在固定底座44上，使得旋转支架42可在滑移单元43的带动下进行往复滑移。

更具体地，优选实施例中滑移单元43的滑移方向优选平行于固定槽411的延伸方向，即使得滑移方向与保偏光纤1的待穿孔端部的轴线平行。在实际设置时，滑移单元43优选包括两间隔设置于固定底座44上的固定块和设置在两固定块之间的滑块433，对应两滑块433在两固定块之间设置有至少一根滑杆431，该滑块433滑动套设于滑杆431上，使得滑杆431可对滑块433的滑动导向。

相应地，在其中一固定块上对应滑块433还设置有转动杆432，其穿过固定块并与之螺纹连接。同时，转动杆432的一端抵接滑块433的端面，并在滑块433背离该转动杆432的另一侧设置有弹力件，例如压缩弹簧，以其向滑块433始终施加一个指向转动杆432的作用力，从而将滑块433始终抵紧在转动杆432的端部。

如此设置，便可通过转动杆432的转动调节，准确实现滑块433的滑动控制，进而完成待对轴穿纤保偏光纤1的伸缩运动控制。

当然，可以理解，除了上述滑移驱动方式外，也可以根据需要将滑移单元43设置为别的形式，只要能够完成旋转支架42和光纤夹持单元41的往复伸缩运动即可，在此不做赘述。

优选地，在实际设置时，两旋转夹持组件4优选设置在同一个固定底座44上。而且，考虑到毛细管2上两轴孔的中心间距较小，在实际设置旋转夹持组件4时，需要尽可能地保证两旋转夹持组件4上被夹持保偏光纤1的间距较小。对此，在优选实施例中，两旋转夹持组件4的光纤夹持单元41的轴线相交并呈一定夹角布置，使得两光纤夹持单元41之间的距离在开设有固定槽411的端部达到最小，如图3所示。

更优选地，旋转夹持组件4通过固定底座44安装在工作台31上，在优选实施例中，工作台31为大理石平台，为方便各组件的安装设置，在工作台31上优选设置有金属水平平台311，并在金属水平平台311上对应各旋转夹持组件4的安装设置有旋转组件基座312，如图2中所示，使得旋转夹持组件4可根据需要快速安装在旋转组件基座312上，再通过金属水平平台311水平安装在工作台31上。

如图4中所示，优选实施例中的固化组件5设置在旋转夹持组件4的一侧，其包括用于放置毛细管固定块71的支撑块52，该支撑块52上开设有插芯卡槽，用于毛细管固定块71的嵌设安装，确保对轴插芯过程中毛细管固定块71的位置保持相对固定。

同时，优选实施例中对应于支撑块52还设置有第一可调支架51，其优选为三维可调支架，支撑块52安装在支架上，可在支架的调节下实现三维坐标的调节，保证支撑块52工作位置的灵活性。

在实际设置时，第一可调支架51设置在工作台31，不难理解，当工作台31上设置有金属水平平台311时，第一可调支架51对应设置在金属水平平台311上。

更详细地，优选实施例中的固化组件5还包括固化模块53，其设置在支撑块52的一侧，用于作用填充于毛细管2中的胶液并促使其固化。

在实际设置时，固化模块53优选与胶液对应设置，其可以为光致固化模块，也可以为热致固化模块；相应地，填充于毛细管2两轴孔中的胶液也对应为光致固化胶液或者热致固化胶液。

在一个具体地优选实施例中，固化模块53为紫外固化模块，其优选包括设置在工作台31上的固定支撑架531和设置在固定支撑架531上的紫外固化灯532；相应地，用于填充的胶液为紫外胶水，利用紫外固化灯532与支撑块52上毛细管固定块71的对正设置，可以准确提供紫外光照射并实现毛细管2两轴孔中紫外胶水的固化作业。

进一步地，优选实施例中的成像识别组件6设置在固化组件5背离旋转夹持组件4的一侧，其包括设置在第二可调支架61上的CCD相机62，该CCD相机62的镜头对正支撑块52上的毛细管固定块71设置，用于观测固定于该毛细管固定块71上的毛细管2端部。

在实际设置时，为了方便CCD相机62识别结果的实时显示，还优选对应该CCD相机62设置有显示器63，其与CCD相机62电连接，可实时显示CCD相机62拍摄显示的图像结果。

更详细地，优选实施例中的第二可调支架61优选为三维可调支撑架，可以实现CCD相机62在XYZ轴三轴方向上的位置调节，确保CCD相机62工作位置的准确性。

进一步地，优选实施例中的毛细管固定块71如图5中所示，其呈异型（Z型）块状结构，包括用于毛细管2穿设并固定的第一固定部和用于毛细管固定块71固定的第二固定部。

在优选实施例中，两固定部分设于毛细管固定块71的两端，两者之间优选平行设置，并形成类Z型的结构。其中，在第一固定部的端面上贯穿开设有毛细管容置孔714，用于毛细管2的穿设；同时，对应毛细管容置孔714在第一固定部的端部开设有嵌设槽，该嵌设槽连通毛细管容置孔714的中部，并在槽中嵌设有锁紧块716，利用锁紧块716的嵌设可将穿设于毛细管容置孔714中的毛细管压持在容置孔的内壁面上。

更详细地，对应锁紧块716设置有锁紧螺丝715，并在锁紧块716与第一固定部之间设置有弹性缓冲件717，其进一步优选为缓冲弹簧。利用锁紧螺丝715的拧动可实现锁紧块716在嵌设槽中的步进运动，进而实现锁紧块716对毛细管2的锁紧或者松开。

进一步地，优选实施例中基于毛细管固定块71还设置有研磨盘72，两者组成对轴研磨组件7，如图5中所示。

优选实施例中的研磨盘72呈板状结构，其一侧端面上对应毛细管固定块71开设有容纳槽721，使得毛细管固定块71的第一固定部可对应嵌设与该容纳槽721中，并以第二固定部抵接研磨盘72的端面。

更具体地，优选实施例中的第二固定部上开设有贯穿通孔，并在其中嵌设有直线轴承713，以及在直线轴承713中同轴嵌设有锁紧螺母711，该锁紧螺母711的端帽与直线轴承713之间设置有顶丝弹簧712。相应地，在研磨盘72的端面上对应直线轴承713开设有连接孔722，通过旋转锁紧螺母711，便可压缩顶丝弹簧712，进而调节直线轴承713的高度，使得直线轴承713与连接孔722限位连接。

当然，除了上述连接方式外，第二固定部与研磨盘72的固定也可以采用别的方式，例如磁吸固定或者直接通过贯穿第二固定部的连接螺钉螺纹连接，在此不做赘述。

对于优选实施例中的毛细管固定块71而言，其在固化组件5上设置时嵌入插芯卡槽中咬合固定，此时毛细管容置孔714轴线水平设置；当毛细管固定块71在研磨盘72中设置时，其通过直线轴承713与连接孔722匹配锁定。

在实际设置时，容纳槽721优选为通槽，使得毛细管固定块71上的毛细管2端部可突出设置，进而完成相应的端部研磨。另外，在具体设置时，研磨盘72上的容纳槽721优选为多个，可实现多个毛细管固定块71的固定，进而实现多个毛细管2端部的研磨。

作为本发明的另一个方面，还基于前述保偏双光纤尾纤的自动对轴设备提供了一种保偏双光纤尾纤的自动对轴方法，其流程如图7中所示，并优选包括如下过程：

（1）在机体3上组合设置旋转夹持组件4、固化组件5和成像识别组件6；

（2）将一个毛细管2嵌入毛细管固定块71上的毛细管容置孔714中，并将该毛细管固定块71嵌设于固化组件5的支撑块52上，使得其毛细管2的两端分别与成像识别组件6中的CCD相机62以及旋转夹持组件4中的光纤夹持单元41对正。

（3）控制成像识别组件6中的CCD相机62工作，由其识别毛细管2端部两轴孔的圆心，并以两圆心的连线作为基准线23（记其L1）；同时，通过成像识别组件6设置轴向法线（记其为L2）；

在优选实施例中，设定水平直线（优选为平行于地面的直线）为轴向法线。

（4）由成像识别组件6判定L1与L2之间的夹角ϴ1，进而判断该ϴ1是否满足预设值，若满足，则拧动锁紧螺丝715将毛细管2锁紧到位；若不满足，则手动旋转毛细管2，直至满足预设值要求后将毛细管2锁紧到位；

在优选实施例中，固定后的毛细管2中，其第一轴孔21和第二轴孔22的中心连线优选水平设置，即L1为水平直线；此时，ϴ1的判定范围为±0.1°。

在实际作业时，在完成毛细管2的设置后，优选在两轴孔中分别注入有一定量的紫外胶水。

（5）将一端切割完成且端面齐整的两根保偏光纤1分别嵌入第一轴孔21和第二轴孔22中，使得两根保偏光纤1的端部从毛细管2正对成像识别组件6的一端略微突出；此后，将两根保偏光纤1嵌入两固定槽411中，并分别以压板412压持固定；

（6）控制成像识别组件6分别识别两根保偏光纤1的端部，识别两根保偏光纤1的圆心和端部上的两应力区，对两根保偏光纤1的圆心进行连线，得到圆心直线13，在优选实施例中，圆心直线13优选与基准线23重合；同时，对各保偏光纤1端部两应力区的圆心进行连线，得到两根保偏光纤1端部的参考线，即第一参考线111和第二参考线121，如图6中所示；

更详细地，在成像识别组件6的实际工作过程中，可通过第二可调支架61的对应调节，使得CCD相机62聚焦于两根保偏光纤1的端部。

同时，由于保偏光纤1的端面存在应力区、纤芯和包层，三个区域的材料折射率不通，导致光通过光纤后的光透过率不一致，视觉成像上体现为光的明暗程度不一样，不同的明暗程度会导致在成像识别组件6的识别图像中存在像素差异。其中，亮度最大的区域为纤芯，亮度较暗的区域为包层，亮度最暗的区域为应力区，以此方式便可完成不同区域的识别，再通过对不同像素差的区域进行边界判定，便可识别应力区圆边界，进而确定应力区的圆心位置以及相应的参考线。

（7）控制成像识别组件6工作，分别识别第一参考线111与基准线23之间的夹角ϴ2和第二参考线121与基准线23之间的夹角ϴ3；此后，将两夹角分别与保偏光纤1在毛细管2中的对轴穿设预设值进行比对；

若比对的结果满足预设要求，则锁定对应的光纤夹持单元41以避免保偏光纤1在后续的固化过程中发生旋转；

若比对的结果不满足预设要求，则控制对应的旋转转盘421工作，带动保偏光纤1进行对应角度的绕轴转动，转动到位后，将光纤夹持单元41锁定到位。

（8）控制固化组件5工作，由紫外固化灯532照射毛细管2中的紫外胶水，使其固化，进而完成两根保偏光纤1在毛细管2中的对轴穿设作业。

在优选实施例中，在进行紫外固化的同时，由成像识别组件6实时识别两参考线与基准线23之间的夹角，若夹角发生变化并超出预设值，则控制相应的光纤夹持单元41旋转工作，进而确保毛细管2中的保偏光纤1可被固化在对应位置。

考虑到紫外胶水固化到一定程度后再旋转光纤会对光纤造成扭转损伤，故在优选实施例中，固化过程中的光纤旋转调节优选控制在固化开始后的10s内。

进一步地，在完成两根保偏光纤1在毛细管2中的对轴固化后，还优选进行有光纤端部的研磨过程，该过程包括如下内容：

（9）解除两压板412对两根保偏光纤1的压持，并将毛细管固定块71从支撑块52上取下，此后，将该毛细管固定块71嵌设于研磨盘72上的容纳槽721中，并调节锁紧螺母711，使得毛细管固定块71与研磨盘72固定；此后，进行相应的研磨作业。

完成研磨后，优选取下毛细管固定块71并嵌设于支撑块52上的插芯卡槽中，并控制成像识别组件6识别毛细管2端部两根保偏光纤1的对轴角度，以及检测光纤的端面质量是否合格，完成上述检测后，将毛细管固定块71取下，松开锁紧螺丝715，将对轴完成的毛细管2从毛细管固定块71中取出，完成相应保偏双光纤尾纤的制备。

鉴于此，作为优选实施例中的另一个方面，还提供一种按照前述自动对轴方法制备而成的保偏双光纤尾纤，该保偏双光纤尾纤包括毛细管以及端部已在该毛细管中对轴完毕并固定的保偏光纤。

本发明中的保偏双光纤尾纤的自动对轴设备，其结构简单，拆装、操作便捷，能够准确实现两根保偏光纤在毛细管中对轴固定时的端面识别，并自动完成光纤对轴角度的调节，提升保偏光纤的对轴效率和精度，提升保偏双光纤尾纤的制备精度，提升产品的制备良品率和使用性能，具有较好的使用价值。

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 (13)

1.一种保偏双光纤尾纤的自动对轴设备，包括设置有工作台的机体；其特征在于，还包括毛细管固定块以及对应其设置的旋转夹持组件、固化组件和成像识别组件；

所述毛细管固定块呈块状结构，其块体上贯穿开设有毛细管容置孔，用于待穿纤毛细管的穿设定位；

所述旋转夹持组件为成对设置的两个，用于两根保偏光纤穿孔后的分别夹持固定以及夹持后的分别旋转调节；

所述固化组件设置在所述旋转夹持组件和所述成像识别组件之间，其包括支撑块和固化模块；所述支撑块的顶部设置有用于毛细管固定块装配的安装位，并使得装配后的毛细管固定块可以其毛细管容置孔的两端分别正对旋转夹持组件和成像识别组件；所述固化模块设置在支撑块的一侧，用于促使填充于毛细管两轴孔中的胶液固化；

所述成像识别组件设置在所述固化组件背离所述旋转夹持组件的一侧，用于在毛细管固定块装配于所述支撑块后识别所述毛细管容置孔以及所述毛细管容置孔中的毛细管端面和对轴穿纤后两根保偏光纤的端面，以为对应旋转夹持组件的旋转调节提供依据。

2.根据权利要求1所述的保偏双光纤尾纤的自动对轴设备，其特征在于，还包括研磨盘；

所述研磨盘上贯穿开设有至少一个用于所述毛细管固定块嵌设的容纳孔，并在所述容纳孔的一侧开设有连接孔；

相应地，在所述毛细管固定块上对应所述连接孔设置有连接件，所述连接件可在所述毛细管固定块以其开设有毛细管容置孔的一端嵌入所述容纳孔后匹配所述连接孔，以此将所述毛细管固定块固定于所述研磨盘。

3.根据权利要求2所述的保偏双光纤尾纤的自动对轴设备，其特征在于，所述连接件包括设置于所述毛细管固定块上贯穿孔中的直线轴承和一端匹配所述直线轴承一端的锁紧螺母，通过拧动所述锁紧螺母便可以所述直线轴承背离所述锁紧螺母的一端锁紧连接所述连接孔。

4.根据权利要求1~3中任一项所述的保偏双光纤尾纤的自动对轴设备，其特征在于，在所述毛细管固定块的一侧开设有贯穿所述毛细管容置孔中部的嵌设槽，并在所述固定槽中设置有嵌设深度可调的锁紧块，通过调节所述锁紧块的嵌设深度可实现所述毛细管容置孔中毛细管的压紧或者松开。

5.根据权利要求4所述的保偏双光纤尾纤的自动对轴设备，其特征在于，对应所述锁紧块在所述毛细管固定块上设置有弹性缓冲件，用于所述锁紧块嵌设深度调节过程中的弹性缓冲。

6.根据权利要求1~3、5中任一项所述的保偏双光纤尾纤的自动对轴设备，其特征在于，所述旋转夹持组件包括固定底座和设置于该固定底座上的光纤夹持单元、旋转支架；

所述光纤夹持单元呈杆状结构，其一端通过旋转轴与设置在旋转支架上的旋转转盘连接，用于在所述旋转转盘的带动下进行绕轴转动，且其另一端的表面开设有一定深度的固定槽，并对应所述固定槽设置有压板，使得对轴穿纤后的两根保偏光纤可在压板的压持下固定夹持在所述光纤夹持单元上。

7.根据权利要求6所述的保偏双光纤尾纤的自动对轴设备，其特征在于，所述旋转夹持组件还包括滑移单元；

所述旋转支架通过所述滑移单元连接于所述固定底座，并可在该滑移单元的带动下沿光纤夹持单元的轴向往复滑移。

8.根据权利要求1~3、5、7中任一项所述的保偏双光纤尾纤的自动对轴设备，其特征在于，所述支撑块和/或所述成像识别组件的底部设置有可调支架，用于带动所述支撑块和/或所述成像识别组件进行对应方向上的位置调节。

9.一种保偏双光纤尾纤的自动对轴方法，其利用权利要求1~8中任一项所述的保偏双光纤尾纤的自动对轴设备来实现，其特征在于，该自动对轴方法包括如下过程：

（1）将一个毛细管嵌入毛细管固定块上的毛细管容置孔中，并将该毛细管固定块装配于支撑块上，使得毛细管的两端分别与成像识别组件以及旋转夹持组件对正；

（2）控制成像识别组件工作，设定轴向法线并识别毛细管端部两轴孔的圆心，且以两轴孔圆心的连线作为基准线；

（3）通过成像识别组件判定所述基准线与所述轴向法线之间的夹角是否满足设定要求；若不满足，则旋转毛细管到位；

（4）将待对轴穿纤的两根保偏光纤分别嵌入毛细管的两轴孔中，直至两所述两根保偏光纤的端部突出毛细管正对成像识别组件的一端；此后，将两所述保偏光纤分别夹持固定在对应的旋转夹持组件上；

（5）控制成像识别组件分别识别两根保偏光纤的端部，识别保偏光纤端部上的两应力区，由各保偏光纤端部两应力区中心的连线得到各保偏光纤端部的参考线；

（6）分别识别两参考线与所述基准线之间的夹角，判定两夹角是否满足对轴穿设预设值的要求；若不满足，则控制对应的旋转夹持组件带动由其夹持固定的保偏光纤旋转，直至满足预设值的要求；当两夹角满足对轴穿设预设值的要求后，锁定两个旋转夹持组件的位置；

（7）控制固化组件中的固化模块工作，促使提前填充于所述毛细管中的胶液固化，从而完成两根保偏光纤在毛细管中的自动对轴作业。

10.根据权利要求9所述的保偏双光纤尾纤的自动对轴方法，其特征在于，在过程（7）中控制固化模块工作的同时，控制成像识别组件实时检测两保偏光纤上参考线与基准线之间的夹角；

在固化模块开始工作后的10s内，若夹角超出预设值，则控制对应的旋转夹持组件带动由其加持固定的保偏光纤旋转对应角度。

11.根据权利要求9或10所述的保偏双光纤尾纤的自动对轴方法，其特征在于，在完成过程（7）后，还进行有如下过程：

（8）解除旋转夹持组件对两根保偏光纤的夹持，并将所述毛细管固定块从支撑块上取下；保持毛细管在毛细管容置孔中的固定，并将毛细管固定块安装于研磨盘中进行保偏光纤端部的研磨。

12.根据权利要求11所述的保偏双光纤尾纤的自动对轴方法，其特征在于，完成光纤端部的研磨过程后，将所述毛细管固定块从研磨盘上取下并将其固定在支撑块上，控制成像识别组件识别所述毛细管端部的光纤对轴角度以及光纤的端面质量；此后，将所述毛细管固定块从支撑块上取下并将对轴穿纤后的毛细管从毛细管容置孔中取出，得到完成制备的保偏双光纤尾纤。

13.一种保偏双光纤尾纤，其特征在于，该保偏双光纤尾纤通过权利要求9~12中任一项所述的保偏双光纤尾纤的自动对轴方法制备而成，其包括毛细管和端部已在该毛细管中对轴完毕并固定的两根保偏光纤。