CN118090145A - 一种用于耦合封装的光纤纤芯识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光纤纤芯的识别技术领域，更具体地，涉及一种用于耦合封装的光纤纤芯识别方法。在系统成像过程中主要依赖于光在介质平面间的折射率差，因此不仅可以应用于单模光纤，还可以应用于多模光纤和多芯光纤，具有适用场景广泛的特点。在应用实例方面，本发明专利可以应用于搭设针对于单芯光纤或多芯光纤的自动耦合系统，通过获取单芯光纤或多芯光纤的纤芯位置，调整两边纤芯的相对位置，实现芯与芯的光场耦合。

Description

一种用于耦合封装的光纤纤芯识别方法

技术领域

本发明涉及光纤纤芯的识别技术领域，更具体地，涉及一种用于耦合封装的光纤纤芯识别方法。

背景技术

随着光通信和信息技术的发展，互联网、物联网以及云计算、高清视频、虚拟现实和5G通信系统等新兴技术广泛应用，数据产生和传输的速度呈指数增长，这导致了对更高带宽和更快速的数据传输方式的需求。传统的单芯单模光纤传输受限于香农传输极限，光通信扩容难题成为光通信业界亟待解决的重要问题。相比于传统单芯光纤，多芯光纤可通过增加传输通道数量，扩大传输量。基于多芯光纤的空分复用是业界公认的提升单纤容量的技术方案，因此多芯光纤是未来光纤通信传输发展的必然趋势。

在多芯光纤的实际应用中，多芯光纤需要与单芯光纤、其他多芯光纤或光学器件芯片进行耦合连接。但是，多芯光纤的截面一般为圆对称图形，大多数纤芯呈对称排布，存在难以识别单个纤芯的难题。现有技术公开了一种多芯光纤纤芯识别方法，通过在多芯光纤的周壁设置第一标记，根据纤芯之间的相对位置，设定预设标记区域，然后获取第一夹角，进而确定预设标记区域相对于第一标记的位置， 从而在周壁上设置第二标记，最后根据第二标记的位置识别纤芯，解决了多芯光纤的纤芯难以识别导致的多芯光纤之间对接困难的问题。但是上述方案需要对光纤进行前期的预处理，操作比较复杂，且仅可识别纤芯在多芯光纤对应的周壁的位置。但对多芯光纤的耦合封装而言，纤芯的具体位置才是识别的关键，纤芯在周壁的位置并不足以用于多芯光纤与其他待耦合器件进行连接。

发明内容

本发明为克服上述现有技术中的缺陷，提供一种用于耦合封装的光纤纤芯识别方法，能够更加准确的识别光纤纤芯，从而用于实现芯与芯的光场耦合。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种用于耦合封装的光纤纤芯识别方法，包括以下步骤：

S1. 将所需要识别的光纤样品剥去涂覆层，固定在底板上；

S2. 将经过步骤S1处理后的光纤样品放置于激光共聚焦成像系统中；通过激光共聚焦成像系统对光纤的顶部边缘进行对焦，移动激光共聚焦成像系统的物镜或纳米压电位移台，使入射光焦点近似位于光纤左右位置的中心顶部；

S3. 设置压电位移台的扫描深度、以及控制扫描振镜调整入射光在x轴和y轴的扫描区域，使聚焦的激光点获得光纤顶部附近区域的三维图像；

S4. 从扫描的三维图像中定位出激光聚焦点位于光纤上顶部时压电位移台所移动的z轴高度h1；移动压电位移台z轴高度h1，将激光聚焦点放置于光纤的上顶部，此时物镜表面中心与光纤上顶部的高度为物镜的工作距离；

S5. 调整压电位移台的扫描深度、以及控制扫描振镜调整入射光在x轴和y轴的扫描区域，使聚焦的激光点在光纤中心与光纤顶部之间的区域扫描，扫描光被收集进入激光共聚焦成像系统的光电倍增管中，光电倍增管将微弱的光信号倍增放大转化为电信号，并将信号输送到计算机，计算机将信号处理后在计算机显示器上显示出光纤内部在不同z轴高度上的切面图像；在图像中，非纤芯与包层折射率界面处显示为全黑，从而获得纤芯的三维轮廓切面图像；

S6. 利用步骤S5获得的光纤纤芯的三维轮廓切面图像，确定光纤的纤芯排布情况。

根据上述技术手段，基于激光共聚焦成像系统，利用激光共聚焦成像系统的三维成像特性和高对比度的优点对光纤中的纤芯进行识别，能够实现任意光纤纤芯具体位置的识别，且操作方便。

本发明提出的光纤纤芯识别方法应用范围广泛，在系统成像过程中主要依赖于光在介质平面间的折射率差，因此不仅可以应用于单模光纤，还可以应用于多模光纤和多芯光纤，具有适用场景广泛的特点。在应用实例方面，本发明可以应用于搭设针对于单芯光纤或多芯光纤的自动耦合系统，通过获取单芯光纤或多芯光纤的纤芯位置，调整两边纤芯的相对位置，实现芯与芯的光场耦合。

在本发明提供的技术方案中，基于激光共聚焦显微系统的三维成像能力，对光纤内部进行三维成像扫描，实现对光纤纤芯的识别。光纤内部由包层和纤芯组成，纤芯与包层之间具有折射率差。相对折射率差定义由公式1给出：

(1)

而光在不同折射率界面处的反射光强由菲涅尔公式（2）（3）给出：

（2）

（3）

其中和/>表示入射光场振幅的p分量和s分量，/>是入射光与界面法线的夹角，/>和/>是界面两边的折射率。当激光聚焦在纤芯和包层的折射率界面时，光会在界面处发生发射，反射光经由原来入射的光路，被透镜聚焦，收集进入光电倍增管中，光电倍增管将微弱的光信号倍增放大转化为电信号，并将信号输送到计算机，处理后在计算机显示器上显示图像。

由菲涅尔公式可知，反射光强主要由夹角，纤芯折射率/>和包层折射率/>确定，而根据共聚焦成像特性可知，夹角/>接近于0°。因此反射光强主要由纤芯折射率/>和包层折射率/>确定。为了获得足够的光强信号，光纤的相对折射率差/>应大于0.2%。

通过激光聚焦三维扫描覆盖整个纤芯区域，可以还原出整个纤芯的三维图像，从而得到光纤中纤芯的位置信息。

在其中一个实施例中，在步骤S1中，若待识别的光纤样品为多芯光纤，则在光纤外包层滴加与光纤外包层折射率相接近的折射率匹配液。若所识别的光纤为多芯光纤，由于多芯光纤中的纤芯并不处于光纤的中心位置，而是与中心有一定间隔，入射光在扫描纤芯的过程中可能会由于入射光与包层的界面角度较大而发生全反射，从而影响光场的成像扫描。因此，需要在光纤外包层滴加与光纤外包层折射率接近的折射率匹配液，匹配液的折射率为1.43~1.45。

在其中一个实施例中，所述步骤S3包括：令压电位移台在z轴的扫描深度为±15um，控制扫描振镜使入射光在x轴和y轴的维度上扫描±30um，使聚焦的激光点获得光纤顶部附近区域的三维图像。

在其中一个实施例中，所述步骤S5包括：根据所需识别的光纤包层直径大小d，上升压电位移台z轴d/2，令压电位移台在z轴的扫描深度为±d/2um，控制扫描振镜使入射光在x轴和y轴的维度上扫描±80um，使聚焦的激光点在光纤中心与光纤顶部之间的区域扫描。

在其中一个实施例中，在所述步骤S6中，若所识别的光纤为单芯光纤，确定光纤的纤芯排布方法包括：根据光纤纤芯中心图像对应压电位移台移动的z轴高度h2，定义z轴移动高度向上为正值，向下为负值；单模光纤纤芯中心与物镜中心在y轴上的距离差p2为：物镜的工作距离减去z轴高度h2；单模光纤纤芯中心与物镜中心在x轴上的距离p1为：三维轮廓切面图像上光纤纤芯中心与三维轮廓切面图像整体中心在x轴上的差。

在其中一个实施例中，在所述步骤S6中，若所识别的光纤为多芯光纤，确定光纤的纤芯排布方法包括：在激光点扫描成像的区域获得几个纤芯中心的坐标信息，同时，各个纤芯之间的间隔pitch和角度固定，根据成像最清晰的两个纤芯中心的坐标信息计算出整体多芯光纤纤芯的排布图像和各个纤芯中心的坐标信息。

在其中一个实施例中，以物镜中心为零点，已知纤芯A的坐标信息为，纤芯B的坐标信息为/>，通过公式/>，确定多芯光纤此时相对于初始状态的角度旋转信息；其它纤芯的坐标信息通过联立各个纤芯中心与纤芯A和纤芯B中心的距离公式求得；其中，中间纤芯的坐标信息/>通过联立二元方程组/>解得。

在其中一个实施例中，所述激光共聚焦成像系统包括压电位移台、物镜、套管透镜、扫描透镜、扫描振镜、半反半透镜、激光器、照明小孔、第一透镜、探测小孔、光电倍增管以及计算机；激光器发射的光源穿过照明小孔，经由半反半透镜和扫描振镜反射，通过光路中的第一透镜和物镜聚焦于样品上；当激光点聚焦于样品中时，反射光经由原来入射光的光路直接穿过半反半透镜，再通过探测小孔、第一透镜聚焦后利用光电倍增管探测收集，并将信号输送到计算机，经计算机处理后在计算机显示器上显示图像；由于在光路中加入了探测小孔，只有在物镜焦平面上的反射光可以经由入射光路，穿过探测小孔。焦平面以外的反射光被探测小孔阻挡，不能被光电倍增管探测收集，显示为黑色，提高了探测成像的对比度。由于照明小孔和探测小孔相对于物镜的焦平面是互为共轭的，焦平面上的点同时聚焦于照明小孔和探测小孔，被称为共聚焦系统。在光路系统中，若激光光源具有良好的点光源特性，照明小孔可以被省略。

在其中一个实施例中，扫描光路由扫描振镜、扫描透镜、套管透镜和物镜组成，扫描振镜由电机驱动的两块扫描反射镜组成，由于在一般光学系统中，激光焦点在x和y平面移动时光斑大小会发生变化，影响光学系统中成像的质量，因此扫描光路需要满足远心条件；在本发明中，扫描振镜位于扫描透镜的后焦平面上，扫描透镜和套管透镜的间距等于扫描透镜前焦距与套管透镜后焦距之和；扫描反射镜的角度Ω1将按照扫描透镜的焦距变化减小为Ω2，即光束进入物镜的角度；在扫描光路中，物镜焦平面内焦点的位移与振镜的偏转角度线性相关；压电位移台沿着z轴上下移动，将光纤样品新的一个切面移动到共焦平面上，计算机显示器上展示新的光纤样品切面图像，随着z轴不断移动，从而获得光纤样品在整个扫描区域上的三维图像。

在其中一个实施例中，采用扫描振镜进行x轴和y轴平面扫描激光焦点，利用压电位移台移动光纤样品Z轴方向的方式进行激光焦点的三维扫描。由于系统采用点聚焦的方式获得图像，要完成整个图像的采样，需要进行三维的扫描，通过移动物镜聚焦点与样品的相对位置，使焦点扫描过整个样品的三维区域。为了简化光路系统，本发明采用的激光共聚焦成像系统中采用振镜进行x和y平面扫描激光焦点，利用压电位移台移动样品z轴方向的方式进行激光焦点的三维扫描。

与现有技术相比，有益效果是：

1、本发明提供的一种用于耦合封装的光纤纤芯识别方法，基于激光共聚焦成像系统，成像具有高清晰度、高分辨率、高灵敏度的特点，可以快速获得光纤纤芯在光纤中排布的三维图像；

2、本发明提出的光纤纤芯识别技术方法无需对光纤进行标记处理，具有无损检测的优点；

3、本发明提出的光纤纤芯识别方法应用范围广泛，在系统成像过程中主要依赖于光在介质平面间的折射率差，因此不仅可以应用于单模光纤，还可以应用于多模光纤和多芯光纤，具有适用场景广泛的特点。在应用实例方面，本发明专利可以应用于搭设针对于单芯光纤或多芯光纤的自动耦合系统，通过获取单芯光纤或多芯光纤的纤芯位置，调整两边纤芯的相对位置，实现芯与芯的光场耦合。

附图说明

图1是本发明方法流程示意图。

图2是本发明激光共聚焦成像系统结构示意图。

图3是本发明扫描光路结构示意图。

图4是实施例2中七芯纤芯检测示意图，图中的a为七芯光纤初始状态，图中的b为旋转一个角度后的七芯光纤排布示意图，A表示扫描区域。

附图标记：1、压电位移台；2、物镜；3、套管透镜；4、扫描透镜；5、扫描振镜；6、半反半透镜；7、激光器；8、照明小孔；9、第一透镜；10、探测小孔；11、光电倍增管；12、计算机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。下面结合具体实施方式对本发明作在其中一个实施例中说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，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的具体含义。另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。

实施例1：

本实施例以识别单模光纤的纤芯为例。在本实施例的单模光纤的纤芯识别过程中，利用本发明提出的纤芯识别方法可以获得放置的单模光纤样品纤芯中心距离系统物镜2表面中心的位置信息（p1,p2）。

如图1所示，具体包括以下步骤：

步骤1：将所需要识别的单模光纤剥去涂覆层，固定在底板上，将样品放置于激光共聚焦成像系统中。

步骤2：通过激光共聚焦成像系统对单模光纤的顶部边缘进行对焦，移动物镜2或纳米压电位移台1，使入射光焦点近似位于单模光纤的左右位置的中心顶部。令压电位移台1在z轴的扫描深度为±15um，控制扫描振镜5使入射光在x和y的维度上扫描±30um，使聚焦的激光点获得单模光纤顶部附近区域的三维图像。

步骤3：当激光聚焦点未处于空气和光纤包层的折射率界面处时，无法获得足够强的反射光信号，显示图像为全黑，因此可以从扫描的三维图像中定位出激光聚焦点位于光纤上顶部时压电位移台1所移动的z轴高度h1。移动压电位移台1z轴高度h1，将激光聚焦点放置于光纤的上顶部，此时物镜2表面中心与光纤上顶部的高度为物镜2的工作距离。根据物镜2的倍数和厂家型号不同，具有不同的工作距离。

步骤4：由于已知标准单模光纤的顶部与纤芯中心的位置相差接近62.5um，将压电位移台1z轴高度再次上升62.5um，令物镜2聚焦点接近光纤纤芯中心。此时可以令压电位移台1在z轴的扫描深度为±15um，控制扫描振镜5使入射光在x和y的维度上扫描±30um，使聚焦的激光点在单模光纤纤芯附近进行三维成像扫描，扫描光被收集进入光电倍增管11中，光电倍增管11将微弱的光信号倍增放大转化为电信号，并将信号输送到计算机12，处理后在计算机12显示器上显示出光纤内部在不同z轴高度上的切面图像。在图像中，非纤芯与包层折射率界面处显示为全黑，因此可以获得纤芯的三维轮廓切面。根据光纤纤芯中心图像对应纳米压电位移台1移动的z轴高度h2，定义z轴移动高度向上为正值，向下为负值。可以知道单模光纤纤芯中心与物镜2中心在y轴上的距离差p2为：物镜2的工作距离减去z轴高度h2。而单模光纤纤芯中心与物镜2中心在x轴上的距离p1可以从获得的图像上光纤纤芯中心与图像整体中心在X轴上的差获得。

实施例2

本实施例以七芯光纤的纤芯识别为例。

在本实施例的七芯光纤的纤芯识别过程中，与单芯光纤的情况稍有区别，由于七芯光纤中的纤芯并不处于光纤的中心位置，而是与中心有一定间隔，入射光在扫描纤芯的过程中可能会由于入射光与包层的界面角度较大而发生全反射，从而影响光场的成像扫描。因此，在七芯光纤纤芯的识别扫描过程中，需要在光纤外包层滴加与光纤外包层折射率接近的折射率匹配液。考虑到一般光纤的包层材料为二氧化硅，可以使用折射率为1.44的NOA 144(Norland Products)作为折射率匹配液以减小入射光在光纤外包层界面时的折射。除此之外，不同位置的纤芯在激光聚焦点扫描的过程中也会对光路造成干扰，从而影响光场的成像扫描。而标准商用多芯光纤虽然因放置的角度不同而具有不同的纤芯位置排布，但不同纤芯之间的间隔是固定的，因此可以通过确定多芯光纤旋转角度的方式来确定各个纤芯之间的位置信息。因此在本实施例中，采用部分纤芯扫描的方式来确定各个纤芯中心与物镜2中心的距离信息。

如图1所示，具体包括以下步骤：

步骤1：将所需要识别的七芯光纤剥去涂覆层，固定在底板上，滴上NOA 144作为折射率匹配液，将样品放置于共聚焦成像系统中。

步骤2：通过激光共聚焦成像系统对七芯光纤的顶部边缘进行对焦，移动物镜2或纳米压电位移台1，使入射光焦点近似位于七芯光纤的左右位置的中心顶部。

步骤3：令压电位移台1在z轴的扫描深度为±15um，控制扫描振镜5使入射光在x和y的维度上扫描±30um，使聚焦的激光点获得七芯光纤顶部附近区域的三维图像。当激光聚焦点未处于折射率匹配液和光纤包层的折射率界面处时，无法获得足够强的反射光信号，显示图像为全黑，因此可以从扫描的三维图像中定位出激光聚焦点位于光纤上顶部时压电位移台1所移动的z轴高度h1。移动压电位移台1的z轴高度h1，将激光聚焦点放置于光纤的上顶部，此时物镜2表面中心与光纤上顶部的高度为物镜2的工作距离。

步骤4：根据所需识别的七芯光纤包层直径大小d，上升压电位移台1z轴d/2，令压电位移台1在z轴的扫描深度为±d/2um，控制扫描振镜5使入射光在x和y的维度上扫描±80um，使聚焦的激光点在光纤中心与光纤顶部之间的区域扫描，获得不同高度下的光纤切面图像。

步骤5：利用此部分区域的光纤切面图像，确定多芯光纤的纤芯排布情况。从七芯光纤不同角度下的纤芯排布情况可知，在此区域进行激光点扫描成像，可以获得两个或三个纤芯中心的坐标信息。同时，由于各个纤芯之间的间隔pitch和角度固定，因此可以根据成像最清晰的两个纤芯中心的坐标信息可以计算出整体七芯光纤纤芯的排布图像和各个纤芯中心的坐标信息。如图4所示，以物镜中心为零点，已知纤芯A的坐标信息为/>，纤芯B的坐标信息为/>，可以通过公式/>，确定七芯光纤此时相对于初始状态的角度旋转信息。则所求其他纤芯的坐标信息可以通过联立各个纤芯中心与纤芯A和纤芯B中心的距离公式求得。如中间纤芯的坐标信息/>可以联立二元方程组/>解得。

实施例3

如图2所示，本实施例提供一种激光共聚焦系统，包括压电位移台1、物镜2、套管透镜3、扫描透镜4、扫描振镜5、半反半透镜6、激光器7、照明小孔8、第一透镜9、探测小孔10、光电倍增管11以及计算机12；激光器7发射的光源穿过照明小孔8，经由半反半透镜6和扫描振镜5反射，通过光路中的第一透镜9和物镜2聚焦于样品上；当激光点聚焦于样品中时，反射光经由原来入射光的光路直接穿过半反半透镜6，再通过探测小孔10、第一透镜9聚焦后利用光电倍增管11探测收集，并将信号输送到计算机12，经计算机12处理后在计算机12显示器上显示图像；由于在光路中加入了探测小孔10，只有在物镜2焦平面上的反射光可以经由入射光路，穿过探测小孔10。焦平面以外的反射光被探测小孔10阻挡，不能被光电倍增管11探测收集，显示为黑色，提高了探测成像的对比度。由于照明小孔8和探测小孔10相对于物镜2的焦平面是互为共轭的，焦平面上的点同时聚焦于照明小孔8和探测小孔10，被称为共聚焦系统。在光路系统中，若激光光源具有良好的点光源特性，照明小孔8可以被省略。

在本实施例中，如图3所示，扫描光路由扫描振镜5、扫描透镜4、套管透镜3和物镜2组成，扫描振镜5由电机驱动的两块扫描反射镜组成，由于在一般光学系统中，激光焦点在x和y平面移动时光斑大小会发生变化，影响光学系统中成像的质量，因此扫描光路需要满足远心条件；在本发明中，扫描振镜5位于扫描透镜4的后焦平面上，扫描透镜4和套管透镜3的间距等于扫描透镜4前焦距与套管透镜3后焦距之和；扫描反射镜的角度Ω1将按照扫描透镜4的焦距变化减小为Ω2，即光束进入物镜2的角度；在扫描光路中，物镜2焦平面内焦点的位移与扫描振镜5的偏转角度线性相关；Ω2=Ω1*（扫描透镜焦距L1/套管透镜焦距L2）压电位移台1沿着z轴上下移动，将光纤样品新的一个切面移动到共焦平面上，计算机12显示器上展示新的光纤样品切面图像，随着z轴不断移动，从而获得光纤样品在整个扫描区域上的三维图像。

在利用本实施例提供的激光共聚焦系统，进行实施例1和实施例2所述方法时，采用扫描振镜5进行x轴和y轴平面扫描激光焦点，利用压电位移台1移动光纤样品Z轴方向的方式进行激光焦点的三维扫描。由于系统采用点聚焦的方式获得图像，要完成整个图像的采样，需要进行三维的扫描，通过移动物镜2聚焦点与样品的相对位置，使焦点扫描过整个样品的三维区域。为了简化光路系统，本发明采用的激光共聚焦成像系统中采用振镜进行x和y平面扫描激光焦点，利用压电位移台1移动样品z轴方向的方式进行激光焦点的三维扫描。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于耦合封装的光纤纤芯识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1. 将所需要识别的光纤样品剥去涂覆层，固定在底板上；

S2. 将经过步骤S1处理后的光纤样品放置于激光共聚焦成像系统中；通过激光共聚焦成像系统对光纤的顶部边缘进行对焦，移动激光共聚焦成像系统的物镜（2）或压电位移台（1），使入射光焦点近似位于光纤左右位置的中心顶部；

S3. 设置压电位移台（1）的扫描深度、以及控制扫描振镜（5）调整入射光在x轴和y轴的扫描区域，使聚焦的激光点获得光纤顶部附近区域的三维图像；

S4. 从扫描的三维图像中定位出激光聚焦点位于光纤上顶部时压电位移台（1）所移动的z轴高度h1；移动压电位移台（1）z轴高度h1，将激光聚焦点放置于光纤的上顶部，此时物镜（2）表面中心与光纤上顶部的高度为物镜（2）的工作距离；

S5. 调整压电位移台（1）的扫描深度、以及控制扫描振镜（5）调整入射光在x轴和y轴的扫描区域，使聚焦的激光点在光纤中心与光纤顶部之间的区域扫描，扫描光被收集进入激光共聚焦成像系统的光电倍增管（11）中，光电倍增管（11）将微弱的光信号倍增放大转化为电信号，并将电信号输送到计算机（12），计算机（12）将电信号处理后在计算机（12）显示器上显示出光纤内部在不同z轴高度上的切面图像；在图像中，非纤芯与包层折射率界面处显示为全黑，从而获得纤芯的三维轮廓切面图像；

S6. 利用步骤S5获得的光纤纤芯的三维轮廓切面图像，确定光纤的纤芯排布情况。

2.根据权利要求1所述的用于耦合封装的光纤纤芯识别方法，其特征在于，在步骤S1中，若待识别的光纤样品为多芯光纤，则在光纤外包层滴加与光纤外包层折射率相接近的折射率匹配液，匹配液的折射率为1.43~1.45。

3.根据权利要求1所述的用于耦合封装的光纤纤芯识别方法，其特征在于，所述步骤S3包括：令压电位移台（1）在z轴的扫描深度为±15um，控制扫描振镜（5）使入射光在x轴和y轴的维度上扫描±30um，使聚焦的激光点获得光纤顶部附近区域的三维图像。

4.根据权利要求1所述的用于耦合封装的光纤纤芯识别方法，其特征在于，所述步骤S5包括：根据所需识别的光纤包层直径大小d，上升压电位移台（1）z轴d/2，令压电位移台（1）在z轴的扫描深度为±d/2um，控制扫描振镜（5）使入射光在x轴和y轴的维度上扫描±80um，使聚焦的激光点在光纤中心与光纤顶部之间的区域扫描。

5.根据权利要求1所述的用于耦合封装的光纤纤芯识别方法，其特征在于，在所述步骤S6中，若所识别的光纤为单芯光纤，确定光纤的纤芯排布方法包括：根据光纤纤芯中心图像对应压电位移台（1）移动的z轴高度h2，定义z轴移动高度向上为正值，向下为负值；单模光纤纤芯中心与物镜中心在y轴上的距离差p2为：物镜（2）的工作距离减去z轴高度h2；单模光纤纤芯中心与物镜（2）中心在x轴上的距离p1为：三维轮廓切面图像上光纤纤芯中心与三维轮廓切面图像整体中心在x轴上的差。

6.根据权利要求1所述的用于耦合封装的光纤纤芯识别方法，其特征在于，在所述步骤S6中，若所识别的光纤为多芯光纤，确定光纤的纤芯排布方法包括：在激光点扫描成像的区域获得几个纤芯中心的坐标信息，同时，各个纤芯之间的间隔pitch和角度固定，根据成像最清晰的两个纤芯中心的坐标信息计算出整体多芯光纤纤芯的排布图像和各个纤芯中心的坐标信息。

7.根据权利要求6所述的用于耦合封装的光纤纤芯识别方法，其特征在于，以物镜中心为零点，已知纤芯A的坐标信息为，纤芯B的坐标信息为/>，通过公式/>，确定多芯光纤此时相对于初始状态的角度旋转信息；其它纤芯的坐标信息通过联立各个纤芯中心与纤芯A和纤芯B中心的距离公式求得；其中，中间纤芯的坐标信息/>通过联立二元方程组/>解得。

8. 根据权利要求1至 7任一项所述的用于耦合封装的光纤纤芯识别方法，其特征在于，所述激光共聚焦成像系统包括压电位移台（1）、物镜（2）、套管透镜（3）、扫描透镜（4）、扫描振镜（5）、半反半透镜（6）、激光器（7）、照明小孔（8）、第一透镜（9）、探测小孔（10）、光电倍增管（11）以及计算机（12）；激光器（7）发射的光源穿过照明小孔（8），经由半反半透镜（6）和扫描振镜（5）反射，通过光路中的第一透镜（9）和物镜（2）聚焦于样品上；当激光点聚焦于样品中时，反射光经由原来入射光的光路直接穿过半反半透镜（6），再通过探测小孔（10）、第一透镜（9）聚焦后利用光电倍增管（11）探测收集，并将信号输送到计算机（12），镜计算机（12）处理后在计算机（12）显示器上显示图像；其中，照明小孔（8）和探测小孔（10）相对于物镜（2）的焦平面是互为共轭的，焦平面上的点同时聚焦于照明小孔（8）和探测小孔（10）。

9.根据权利要求8所述的用于耦合封装的光纤纤芯识别方法，其特征在于，扫描光路由扫描振镜（5）、扫描透镜（4）、套管透镜（3）和物镜（2）组成，扫描振镜（5）由电机驱动的两块扫描反射镜组成；扫描振镜（5）位于扫描透镜（4）的后焦平面上，扫描透镜（4）和套管透镜（3）的间距等于扫描透镜（4）前焦距与套管透镜（3）后焦距之和；扫描反射镜的角度Ω1将按照扫描透镜（4）的焦距变化减小为Ω2，即光束进入物镜（2）的角度；在扫描光路中，物镜（2）焦平面内焦点的位移与扫描振镜（5）的偏转角度线性相关；压电位移台（1）沿着z轴上下移动，将光纤样品新的一个切面移动到共焦平面上，计算机（12）显示器上展示新的光纤样品切面图像，随着z轴不断移动，从而获得光纤样品在整个扫描区域上的三维图像。

10.根据权利要求8所述的用于耦合封装的光纤纤芯识别方法，其特征在于，采用扫描振镜（5）进行x轴和y轴平面扫描激光焦点，利用压电位移台（1）移动光纤样品Z轴方向的方式进行激光焦点的三维扫描。