光纤耦合仪及光纤耦合仪的控制方法
阅读说明：本技术 光纤耦合仪及光纤耦合仪的控制方法 (Optical fiber coupler and control method thereof ) 是由 肖经 史德海 蔡凯达 于 2019-11-18 设计创作，主要内容包括：本发明提出了一种光纤耦合仪及光纤耦合仪的控制方法,其中光纤耦合仪包括：坐标调节组件,坐标调节组件上设置有第一夹持件；角度调节组件,与坐标调节组件相对设置,角度调节组件上设置有第二夹持件；图像获取组件,设置在坐标调节组件上,图像获取组件的图像获取范围至少覆盖第一夹持件及第二夹持件所处位置；光功率检测组件包括光发射器及光功率检测器,光发射器和光功率检测器中的一个设置在坐标调节组件上,另一个设置在角度调节组件上以及控制器。本发明能够自动化调节确定光纤耦合位置,在生产中能够提高光纤耦合产品的一致性,通过初步调节与精度调节,能够明确光纤耦合位置,提高成品率,进而能够提高生产效率,降低生产成本。(The invention provides an optical fiber coupler and a control method thereof, wherein the optical fiber coupler comprises the following steps: the coordinate adjusting assembly is provided with a first clamping piece; the angle adjusting assembly is arranged opposite to the coordinate adjusting assembly, and a second clamping piece is arranged on the angle adjusting assembly; the image acquisition assembly is arranged on the coordinate adjusting assembly, and the image acquisition range of the image acquisition assembly at least covers the positions of the first clamping piece and the second clamping piece; the optical power detection component comprises an optical emitter and an optical power detector, one of the optical emitter and the optical power detector is arranged on the coordinate adjusting component, the other one of the optical emitter and the optical power detector is arranged on the angle adjusting component, and the controller. The invention can automatically adjust and determine the optical fiber coupling position, can improve the consistency of optical fiber coupling products in production, can determine the optical fiber coupling position through preliminary adjustment and precision adjustment, improves the yield, further can improve the production efficiency and reduce the production cost.)
技术领域
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种光纤耦合仪及一种光纤耦合仪的控制方法。
背景技术
在目前国内的光纤生产中，光纤与光纤的耦合对光大多通过手工或半自动完成，并且在这种生产模式下，产品存在重复性差、性能一致性差、成品率低、生产效率很低、生产成本高的问题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明第一方面提供了一种光纤耦合仪。
本发明第二方面提供了一种光纤耦合仪的控制方法。
有鉴于此，根据本发明的第一方面，提出了一种光纤耦合仪，包括：坐标调节组件，坐标调节组件上设置有第一夹持件；角度调节组件，与坐标调节组件相对设置，角度调节组件上设置有第二夹持件；图像获取组件，设置在坐标调节组件上，图像获取组件的图像获取范围至少覆盖第一夹持件及第二夹持件所处位置；光功率检测组件，光功率检测组件包括光发射器及光功率检测器，光发射器和光功率检测器中的一个设置在坐标调节组件上，另一个设置在角度调节组件上；控制器，连接于图像获取组件、光功率检测组件、坐标调节组件及角度调节组件，控制器用于基于图像获取组件获取到的图像信息，调节第一夹持件所处位置，基于光功率检测器的检测结果，调节第二夹持件与第一夹持件之间的角度。
本发明的光纤耦合仪，在工作过程中，将需要耦合的光纤分别夹持在第一夹持件及第二夹持件上；图像获取组件拍摄获取到光纤耦合处的图像信息，控制器基于图像信息，通过坐标调节组件调节设置在第一夹持件上的光纤的位置，进行光纤位置初步调节，使得需要耦合的光纤进行对接；光发射器产生的光通过需要耦合的光纤后进入到光功率检测器，控制器基于光功率检测器的检测结果，通过角度调节组件调节设置在第一夹持件上光纤的角度，以使通过需要耦合光纤后的光功率接近光发射器产生的光的功率，进行精度调节，进而确定耦合位置。如此本发明的光纤耦合仪通过图像获取组件及光功率检测组件的设置，自动化调节确定光纤耦合位置，在生产中能够提高光纤耦合产品的一致性，通过初步调节与精度调节，能够明确光纤耦合位置，提高成品率，进而能够提高生产效率，降低生产成本。
另外，根据本发明提供的上述技术方案中的光纤耦合仪，还可以具有如下附加技术特征：
在上述技术方案中，进一步地，坐标调节组件包括：XY二维位移台；Z轴位移台，滑动设置在XY二维位移台上；其中，第一夹持件设置在Z轴位移台靠近角度调节组件的一端，第二夹持件设置在角度调节组件靠近Z轴位移台的一侧。
在该技术方案中，通过XY二维位移台的设置能够带动Z轴位移台在X轴与Y轴上移动，通过Z轴位移台的设置使得第一夹持件能够在Z轴上移动，进而通过坐标调节组件可以调节第一夹持件所处的坐标位置，便于使设置在第一夹持件上的光纤与第二夹持件上的光纤对接，进一步地提高光纤耦合的生产效率。
在上任一述技术方案中，进一步地，图像获取组件包括：悬挂臂，设置在XY二维位移台一侧；第一工业相机，设置在悬挂臂上；第二工业相机，设置在悬挂臂上；补充光源，设置在坐标调节组件或角度调节组件上，补充光源朝向第一工业相机及第二工业相机设置；其中，第一工业相机的图像获取方向垂直于第二工业相机的图像获取方向。
在该技术方案中，设置了两台工业相机，通过两台工业相机的设置能够获取到光纤耦合位置处不同角度的两组图像信息，在进一步地，控制器基于两组图像信息，可以通过坐标调节组件调节第一夹持件上光纤的位置，使得第一夹持件上的光纤与第二夹持件上的光纤处于两种图像信息的交汇处，完成对耦合光纤位置的初步调节，而后仅需对完成初步调节的光纤进行角度调节，即可确定耦合位置，能够大大提高光纤耦合初步调节的效率，提高生产效率，进而降低生产成本。
具体地，悬挂臂可以为两个，设置在用于安装固定坐标调节组件及角度调节组件的防震平板上，位于坐标调节组件及角度调节组件之间，第一工业相机设置在其中一个悬挂臂上，图像获取方向朝向坐标调节组件的XY二维位移台与Z轴位移台形成的ZOY平面，第二工业相机设置在另一个悬挂臂上，图像获取方向朝向坐标调节组件的XY二维位移台与Z轴位移台形成的XOY平面。
在该技术方案中，通过补光光源的设置，能够使第一工业相机与第二工业相机拍摄获取的图像信息更为清晰，更加便于明确光纤在图像信息中的位置，便于通过坐标调节组件调节设置在第一夹持件上的光纤的位置，进行光纤位置初步调节，更进一步地提高光纤耦合初步调节的效率，提高生产效率，进而降低生产成本。
在该技术方案中，第一工业相机的图像获取方向垂直于第二工业相机的图像获取方向，一方面便于明确第一工业相机与第二工业相机的设置位置，另一方面第一工业相机及第二工业相机设置在位于XY二维位移台一侧的悬挂臂上，第一工业相机与第二工业相机的拍摄角度适配于第一夹持件与第二夹持件的设置位置，便于捕捉到光纤耦合处的图像信息，使得图像信息中光纤耦合处的特征更为明显。
在该技术方案中，通过悬挂臂的设置，便于调节第一工业相机和第二工业相机的设置位置及图像获取方向。
在上任一述技术方案中，进一步地，补充光源为白光光源。
在该技术方案中，补充光源为白光光源，便于在图像信息中识别出光纤的边缘特征，便于通过坐标调节组件调节设置在第一夹持件上的光纤的位置，进行光纤位置初步调节，更进一步地提高光纤耦合初步调节的效率，提高生产效率，进而降低生产成本。
在上任一述技术方案中，进一步地，角度调节组件为二维电动角度位移台。
在该技术方案中，在光纤耦合通过坐标调节组件调节设置在第一夹持件上的光纤的位置，完成光纤位置初步调节后，第一夹持件上的光纤与第二夹持件上的光纤完成对接，仅需调节光纤耦合角度即可确定耦合位置，因此将角度调节组件选择二维电动角度位移台，能够降低投资成本。
在上任一述技术方案中，进一步地，还包括：防震平板；直线导轨，设置在防震平板上，坐标调节组件及角度调节组件滑动设置在直线导轨上。
在该技术方案中，将坐标调节组件及角度调节组件滑动设置在直线导轨上，便于调节坐标调节组件与角度调节组件之间的距离，便于使第一夹持件上的光纤与第二夹持件上的光纤相互靠近；通过防震平板的设置，能够降低外部振动对光纤耦合的影响，进一步提高成品率，提高生产效率，降低生产成本。
在上任一述技术方案中，进一步地，还包括：第一平移台，滑动设置在直线导轨上；第二平移台，滑动设置在直线导轨上；其中，坐标调节组件及角度调节组件中的一个设置在第一平移台上，另一个设置在第二平移台上。
在该技术方案中，坐标调节组件及角度调节组件通过第一平移台及第二平移台滑动设置在直线导轨，通过第一平移台及第二平移台能够带动坐标调节组件与角度调节组件相互靠近或远离，使得光纤耦合仪使用更为方便。
根据本发明的第二方面，提出了一种光纤耦合仪的控制方法，用于上述任一技术方案的光纤耦合仪，控制方法包括：开启图像获取组件，获取设置在第一夹持件上第一光纤与设置在第二夹持件上第二光纤在耦合处的图像信息；基于图像信息，通过坐标调节组件调整第一夹持件所处位置，使得第一光纤与第二光纤对接；开启光功率检测组件，发射器产生的光通过第一光纤与第二光纤进入光功率检测器，光功率检测器获取到光功率检测信息；基于光功率检测信息，确定耦合位置。
在该技术方案中，因控制方法于上述任一技术方案的光纤耦合仪，因此控制方法具备光纤耦合仪的全部有益技术效果。
本发明提供了一种控制方法通过图像信息对光纤耦合的位置进行初步调节，而后基于光功率检测器的检测结果进行精度调节，保障了产品的一致性，能够提高成品率，提高生产效率，降低生产成本。
另外，根据本发明提供的上述技术方案中的光纤耦合仪的控制方法，还可以具有如下附加技术特征：
在上述技术方案中，进一步地，基于图像信息，通过坐标调节组件调整第一夹持件所处位置，使得第一光纤与第二光纤对接包括：提取图像信息中第一光纤及第二光纤的边缘特征；基于边缘特征，获取偏差参数；基于偏差参数调整第一夹持件所处位置，直到第一光纤的边缘特征与第二光纤的边缘特征相平行或处于同一条直线上。
在该技术方案中，通过在图像信息中提取光纤的边缘特征，基于边缘特征通过坐标调节组件调节第一夹持件所处位置，能够使得第一光纤与第二光纤处于同一条直线上，完成光纤耦合的初步调节，提高耦合效率，避免了手工或者半自动生产的产品重复性差、性能一致性差、成品率低的问题。
在上任一述技术方案中，进一步地，基于光功率检测信息，确定耦合位置包括：实时开启光功率检测组件；基于光功率检测组件在通过坐标调节组件调整第一夹持件所处位置，使得第一光纤与第二光纤对接时的检测结果，确定调节范围；基于调节范围，通过角度调节组件调节第二夹持件与第一夹持件位置之间的角度；遍历在调节范围内光功率检测器获取到的光功率检测信息；基于调整范围内获取到的最大光功率检测信息，确定耦合位置。
在该技术方案中，实时开启光功率检测组件，在通过坐标调节组件调整第一夹持件所处位置进行初步调节时，光功率检测组件实时检测经由光发射器发出穿过需要耦合的光纤后的光功率值，通过在初步调节时获取到的光功率值确定精度调节阶段的调节范围，在精度调节阶段，通过角度调节组件调节第二夹持件与第一夹持件位置之间的角度遍历调节范围，光功率检测组件获知调节范围内与初始光源最为接近的光功率检测信息，此时角度调节组件所处角度即为耦合位置，如此即可实现精度调节，对大批量的光纤对接耦合生产能够高效率、缩短对准耦合时间需求，解决光纤对接耦合从传统的手工或半自动封装生产向全自动封装生产的问题，提高产品质量、生产效率，提升光器件生产企业的低成本和规模生产能力，有助于提高光器件封装制造水平和能力。
具体地，也可以预先设定光功率阈值；通过角度调节组件调节第二夹持件与第一夹持件位置之间的角度，通过光功率检测器获取光功率检测信息；当光功率检测信息大于或等于光功率阈值时，停止调节角度调节组件，将此时第一光纤与第二光纤的耦合位置作为耦合位置。该技术方案中通过预设光功率阈值，将检测到的光功率检测信息与光功率阈值进行比对，当光功率阈值大于或等于设定光功率阈值即可停止调节角度调节组件，能够更近一步地提高光纤耦合调节效率。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明一个实施例的光纤耦合仪的结构示意图；
图2是本发明一个实施例的光纤耦合仪的结构框图；
图3是本发明一个实施例的光纤耦合仪的俯视图；
图4是本发明一个实施例的光纤耦合仪的侧视图；
图5是本发明一个实施例的第一平移台的仰视图；
图6是本发明一个实施例的第一平移台的主视图；
图7是本发明一个实施例的第一平移台的俯视图；
图8是本发明一个实施例的XY二维位移台的仰视图；
图9是本发明一个实施例的XY二维位移台的主视图；
图10是本发明一个实施例的XY二维位移台的俯视图；
图11是本发明一个实施例的Z轴位移台的主视图；
图12是本发明一个实施例的Z轴位移台的侧视图；
图13是本发明一个实施例的Z轴位移台的俯视图；
图14是本发明一个实施例的二维电动角度位移台的仰视图；
图15是本发明一个实施例的二维电动角度位移台的主视图；
图16是本发明一个实施例的二维电动角度位移台的俯视图；
图17示出了本发明一个实施例的光纤耦合仪的控制方法的示意流程图；
图18示出了本发明又一个实施例的光纤耦合仪的控制方法的示意流程图；
图19示出了图18所示实施例的光纤耦合仪的控制方法中步骤604的具体示意流程图；
图20示出了图18所示实施例的光纤耦合仪的控制方法中步骤608的具体示意流程图；
图21示出了本发明具体实施例的光纤耦合仪的控制方法的示意流程图。
其中，图1至图16中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
2坐标调节组件，4角度调节组件，6第一夹持件，8第二夹持件，10防震平板，12直线导轨，14第一平移台，16第二平移台；
202XY二维位移台，204Z轴位移台；
1602平移台底座，1604平移台丝杠，1606平移台台面，1608平移台驱动电机；
402第一台面，404第一驱动电机，408摆心，410第二驱动电机；
2022X轴台面，2024X轴驱动电机，2028X轴调节丝杠，2030Y轴台面，2032Y轴驱动电机，2036Y轴调节丝杠；
2042Z轴台面，2044Z轴驱动电机，2046Z轴调节丝杠。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照图1至图21来描述根据本发明一些实施例提供的光纤耦合仪及光纤耦合仪的控制方法。
实施例一
如图1至图16所示，本发明的一个实施例提供了一种光纤耦合仪，包括：坐标调节组件2、角度调节组件4、图像获取组件、光功率检测组件及控制器。
如图1所示，其中，坐标调节组件2上设置有第一夹持件6；角度调节组件4与坐标调节组件2相对设置，角度调节组件4上设置有第二夹持件8；图像获取组件设置在坐标调节组件2上，图像获取组件的图像获取范围至少覆盖第一夹持件6及第二夹持件8所处位置；光功率检测组件包括光发射器及光功率检测器，光发射器和光功率检测器中的一个设置在坐标调节组件2上，另一个设置在角度调节组件4上；控制器连接于图像获取组件、光功率检测组件、坐标调节组件2及角度调节组件4，控制器用于基于图像获取组件获取到的图像信息，调节第一夹持件6所处位置，基于光功率检测器的检测结果，调节第二夹持件8与第一夹持件6之间的角度。
本发明的光纤耦合仪，在工作过程中，将需要耦合的光纤分别夹持在第一夹持件6及第二夹持件8上；图像获取组件拍摄获取到光纤耦合处的图像信息，控制器基于图像信息，通过坐标调节组件2调节设置在第一夹持件6上的光纤的位置，进行光纤位置初步调节，使得需要耦合的光纤进行对接；光发射器产生的光通过需要耦合的光纤后进入到光功率检测器，控制器基于光功率检测器的检测结果，通过角度调节组件4调节设置在第一夹持件6上光纤的角度，以使通过需要耦合光纤后的光功率接近光发射器产生的光的功率，进行精度调节，进而确定耦合位置。如此通过本发明的光纤耦合仪的设置通过图像获取组件及光功率检测组件的设置，自动化调节确定光纤耦合位置，在生产中能够提高光纤耦合产品的一致性，通过初步调节与精度调节，能够明确光纤耦合位置，提高成品率，进而能够提高生产效率，降低生产成本。
实施例二
如图1至图16所示，本发明的一个实施例提供了一种光纤耦合仪，包括：坐标调节组件2、角度调节组件4、图像获取组件、光功率检测组件及控制器。
如图1所示，其中，坐标调节组件2上设置有第一夹持件6；角度调节组件4与坐标调节组件2相对设置，角度调节组件4上设置有第二夹持件8；图像获取组件设置在坐标调节组件2上，图像获取组件的图像获取范围至少覆盖第一夹持件6及第二夹持件8所处位置；光功率检测组件包括光发射器及光功率检测器，光发射器和光功率检测器中的一个设置在坐标调节组件2上，另一个设置在角度调节组件4上；控制器连接于图像获取组件、光功率检测组件、坐标调节组件2及角度调节组件4，控制器用于基于图像获取组件获取到的图像信息，调节第一夹持件6所处位置，基于光功率检测器的检测结果，调节第二夹持件8与第一夹持件6之间的角度。
如图3和图4所示，进一步地，坐标调节组件2包括：XY二维位移台202；Z轴位移台204，滑动设置在XY二维位移台202上；其中，第一夹持件6设置在Z轴位移台204靠近角度调节组件4的一端，第二夹持件8设置在角度调节组件4靠近Z轴位移台204的一侧。
在该实施例中，通过XY二维位移台202的设置能够带动Z轴位移台204在X轴与Y轴上移动，通过Z轴位移台204的设置使得第一夹持件6能够在Z轴上移动，进而通过坐标调节组件2可以调节第一夹持件6所处的坐标位置，便于使设置在第一夹持件6上的光纤与第二夹持件8上的光纤对接，进一步地提高光纤耦合的生产效率。
进一步地，图像获取组件包括：悬挂臂，设置在XY二维位移台202一侧；第一工业相机，设置在悬挂臂上；第二工业相机，设置在悬挂臂上；补充光源，设置在坐标调节组件或角度调节组件上，补充光源朝向第一工业相机及第二工业相机设置；其中，第一工业相机的图像获取方向垂直于第二工业相机的图像获取方向。
在该实施例中，设置了两台工业相机，通过两台工业相机的设置能够获取到光纤耦合位置处不同角度的两组图像信息，在进一步地，控制器基于两组图像信息，可以通过坐标调节组件2调节第一夹持件6上光纤的位置，使得第一夹持件6上的光纤与第二夹持件8上的光纤处于两种图像信息的交汇处，完成对耦合光纤位置的初步调节，而后仅需对完成初步调节的光纤进行角度调节，即可确定耦合位置，能够大大提高光纤耦合初步调节的效率，提高生产效率，进而降低生产成本。
具体地，悬挂臂可以为两个，设置在用于安装固定坐标调节组件及角度调节组件的防震平板上，位于坐标调节组件及角度调节组件之间，第一工业相机设置在其中一个悬挂臂上，图像获取方向朝向坐标调节组件的XY二维位移台202与Z轴位移台204形成的ZOY平面，第二工业相机设置在另一个悬挂臂上，图像获取方向朝向坐标调节组件的XY二维位移台202与Z轴位移台204形成的XOY平面。
在该实施例中，通过补光光源的设置，能够使第一工业相机与第二工业相机拍摄获取的图像信息更为清晰，更加便于明确光纤在图像信息中的位置，便于通过坐标调节组件2调节设置在第一夹持件6上的光纤的位置，进行光纤位置初步调节，更进一步地提高光纤耦合初步调节的效率，提高生产效率，进而降低生产成本。
在该实施例中，第一工业相机的图像获取方向垂直于第二工业相机的图像获取方向，一方面便于明确第一工业相机与第二工业相机的设置位置，另一方面第一工业相机设置在位于XY二维位移台202上一侧的悬挂臂上，第一工业相机与第二工业相机的拍摄角度适配于第一夹持件6与第二夹持件8的设置位置，便于捕捉到光纤耦合处的图像信息，使得图像信息中光纤耦合处的特征更为明显。
在上任一述技术方案中，进一步地，补充光源为白光光源。
在该技术方案中，补充光源为白光光源，便于在图像信息中识别出光纤的边缘特征，便于通过坐标调节组件调节设置在第一夹持件上的光纤的位置，进行光纤位置初步调节，更进一步地提高光纤耦合初步调节的效率，提高生产效率，进而降低生产成本。
实施例三
如图1至图16所示，本发明的一个实施例提供了一种光纤耦合仪，如图2所示，光纤耦合仪包括：坐标调节组件2、角度调节组件4、图像获取组件、光功率检测组件及控制器。
其中，坐标调节组件2上设置有第一夹持件6；角度调节组件4与坐标调节组件2相对设置，角度调节组件4上设置有第二夹持件8；图像获取组件设置在坐标调节组件2上，图像获取组件的图像获取范围至少覆盖第一夹持件6及第二夹持件8所处位置；光功率检测组件包括光发射器及光功率检测器，光发射器和光功率检测器中的一个设置在坐标调节组件2上，另一个设置在角度调节组件4上；控制器连接于图像获取组件、光功率检测组件、坐标调节组件2及角度调节组件4，控制器用于基于图像获取组件获取到的图像信息，调节第一夹持件6所处位置，基于光功率检测器的检测结果，调节第二夹持件8与第一夹持件6之间的角度。
进一步地，坐标调节组件2包括：XY二维位移台202；Z轴位移台204，滑动设置在XY二维位移台202上；其中，第一夹持件6设置在Z轴位移台204靠近角度调节组件4的一端，第二夹持件8设置在角度调节组件4靠近Z轴位移台204的一侧。
如图4所示，进一步地，图像获取组件包括：悬挂臂，设置在XY二维位移台202一侧；第一工业相机，设置在悬挂臂上；第二工业相机，设置在悬挂臂上；补充光源，设置在坐标调节组件或角度调节组件上，补充光源朝向第一工业相机及第二工业相机设置；其中，第一工业相机的图像获取方向垂直于第二工业相机的图像获取方向。
进一步地，角度调节组件4为二维电动角度位移台。
在该实施例中，在光纤耦合通过坐标调节组件2调节设置在第一夹持件6上的光纤的位置，完成光纤位置初步调节后，第一夹持件6上的光纤与第二夹持件8上的光纤完成对接，仅需调节光纤耦合角度即可确定耦合位置，因此将角度调节组件4选择二维电动角度位移台，能够降低投资成本。
进一步地，还包括：防震平板10；直线导轨12，设置在防震平板10上，坐标调节组件2及角度调节组件4滑动设置在直线导轨12上。
在该实施例中，将坐标调节组件2及角度调节组件4滑动设置在直线导轨12上，便于调节坐标调节组件2与角度调节组件4之间的距离，便于使第一夹持件6上的光纤与第二夹持件8上的光纤相互靠近；通过防震平板10的设置，能够降低外部振动对光纤耦合的影响，进一步提高成品率，提高生产效率，降低生产成本。
进一步地，还包括：第一平移台14，滑动设置在直线导轨12上；第二平移台16，滑动设置在直线导轨12上；其中，坐标调节组件2及角度调节组件4中的一个设置在第一平移台14上，另一个设置在第二平移台16上。
具体地，第一平移台14可以与第二平移台16结构相同，如图5所示均可以包括：平移台底座1602、平移台丝杠1604、平移台台面1606及平移台驱动电机1608。其中，如图6和图7所示，平移台丝杠1604设置在平移台底座1602上，平移台台面1606设置在平移台丝杠1604上，平移台驱动电机1608连接于平移台丝杠1604，通过平移台驱动电机1608即可带动平移台底座1602在平移台丝杠1604上移动。
具体地，如图8所示，XY二维位移台202包括X轴台面2022、X轴驱动电机2024、X轴滑轨及X轴调节丝杠2028、Y轴台面2030、Y轴驱动电机2032、Y轴滑轨及Y轴调节丝杠2036。其中，如图9所示，X轴滑轨设置在第一平移台上，设置方向平行于第一平移台14的长度方向，X轴台面2022滑动设置在X轴滑轨上，X轴驱动电机2024及X轴调节丝杠2028连接于X轴台面2022，能够带动X轴台面2022在X轴滑轨上滑动；如图10所示，Y轴滑轨设置在X轴台面2022上，设置方向平行于第一平移台14的宽度方向，垂直于X轴滑轨，Y轴台面2030设置在Y轴滑轨上，Y轴驱动电机2032及Y轴调节丝杠2036连接于Y轴台面2030，能够带动Y轴台面2030在Y轴滑轨上滑动。
具体地，如图11所示，Z轴位移台204包括：Z轴台面2042、Z轴驱动电机2044、Z轴滑轨及Z轴调节丝杠2046。其中，如图12和图13所示，Z轴滑轨设置在Y轴台面2030上，设置方向垂直于X轴滑轨与Y轴滑轨形成的平面，Z轴台面2042滑动设置在Z轴滑轨上，Z轴驱动电机2044及Z轴调节丝杠2046连接于Z轴台面2042，能够带动Z轴台面2042在Z轴滑轨上滑动，第一夹持件设置在Z轴台面2042上。
在该技术方案中，进一步提供了XY二维位移台202的具体结构，控制器连接于X轴驱动电机2024、Y轴驱动电机2032、Z轴驱动电机2044，通过控制器控制X轴驱动电机2024及Y轴驱动电机2032的驱动方向、驱动时间及转速即可调节Z轴位移台204在X轴与Y轴上的位置，进一步通过控制器通过Z轴驱动电机2044即可调节第一夹持件6在Z轴方向上的位置，如此即可调节第一夹持件6所处坐标。
具体地，如图14所示，二维电动角度位移台包括第一台面402、第一驱动电机404及第一滑轨、摆心408、第二驱动电机410、第二滑轨。其中，如图15和图16所示，第一滑轨设置在第二平移台上，设置方向平行于第二平移台的长度方向，第一台面402滑动设置在第一滑轨上，第一驱动电机404连接于第一台面402，能够带动第一台面402在第一滑轨上滑动；第二滑轨设置在第一台面402上，设置方向平行于第二平移台的宽度方向，垂直于第一滑轨，摆心408设置在第二滑轨，第二驱动电机410连接于摆心408，能够带动摆心408在Y轴滑轨上滑动，第二夹持件8连接于摆心408。
在该技术方案中，进一步提供了二维电动角度位移台的结构，通过第一驱动电机404能够调节摆心408在第一滑轨上所处位置，通过第二驱动电机410可带动摆心408调节第二夹持件8的角度。
在该实施例中，坐标调节组件2及角度调节组件4通过第一平移台14及第二平移台16滑动设置在直线导轨12，通过第一平移台14及第二平移台16能够带动坐标调节组件2与角度调节组件4相互靠近或远离，使得光纤耦合仪使用更为方便。
实施例四
如图17所示，本发明的一个实施例提供了一种光纤耦合仪的控制方法，用于上述任一技术方案的光纤耦合仪，控制方法包括：
步骤102，开启图像获取组件，获取设置在第一夹持件上第一光纤与设置在第二夹持件上第二光纤在耦合处的图像信息；
步骤104，基于图像信息，通过坐标调节组件调整第一夹持件所处位置，使得第一光纤与第二光纤对接；
步骤106，开启光功率检测组件，发射器产生的光通过第一光纤与第二光纤进入光功率检测器，光功率检测器获取到光功率检测信息；
步骤108，基于光功率检测信息，确定耦合位置。
在该技术方案中，因控制方法于上述任一技术方案的光纤耦合仪，因此控制方法具备光纤耦合仪的全部有益技术效果。
本发明提供了一种控制方法通过图像信息对光纤耦合的位置进行初步调节，而后基于光功率检测器的检测结果进行精度调节，保障了产品的一致性，能够提高成品率，提高生产效率，降低生产成本。
实施例五
如图18至图20所示，本发明的一个实施例提供了一种光纤耦合仪的控制方法，用于上述任一技术方案的光纤耦合仪，如图18所示，控制方法包括：
步骤602，开启图像获取组件，获取设置在第一夹持件上第一光纤与设置在第二夹持件上第二光纤在耦合处的图像信息；
步骤604，基于图像信息，通过坐标调节组件调整第一夹持件所处位置，使得第一光纤与第二光纤对接；
步骤606，开启光功率检测组件，发射器产生的光通过第一光纤与第二光纤进入光功率检测器，光功率检测器获取到光功率检测信息；
步骤608，基于光功率检测信息，确定耦合位置。
如图19所示，进一步地，基于图像信息，通过坐标调节组件调整第一夹持件所处位置，使得第一光纤与第二光纤对接包括：
步骤6042，提取图像信息中第一光纤及第二光纤的边缘特征；
步骤6044，基于边缘特征，获取偏差参数；
步骤6046，基于偏差参数调整第一夹持件所处位置，直到第一光纤的边缘特征与第二光纤的边缘特征相平行或处于同一条直线上。
在该技术方案中，通过在图像信息中提取光纤的边缘特征，基于边缘特征通过坐标调节组件调节第一夹持件所处位置，能够使得第一光纤与第二光纤处于同一条直线上，完成光纤耦合的初步调节，提高耦合效率，避免了手工或者半自动生产的产品重复性差、性能一致性差、成品率低的问题。
如图20所示，进一步地，基于光功率检测信息，确定耦合位置包括：
步骤6082，实时开启光功率检测组件；
步骤6084，基于光功率检测组件在通过坐标调节组件调整第一夹持件所处位置，使得第一光纤与第二光纤对接时的检测结果，确定调节范围；
步骤6086，基于调节范围，通过角度调节组件调节第二夹持件与第一夹持件位置之间的角度；
步骤6088，遍历在调节范围内光功率检测器获取到的光功率检测信息；基于调整范围内获取到的最大光功率检测信息，确定耦合位置。
在该技术方案中，实时开启光功率检测组件，在通过坐标调节组件调整第一夹持件所处位置进行初步调节时，光功率检测组件实时检测经由光发射器发出穿过需要耦合的光纤后的光功率值，通过在初步调节时获取到的光功率值确定精度调节阶段的调节范围，在精度调节阶段，通过角度调节组件调节第二夹持件与第一夹持件位置之间的角度遍历调节范围，光功率检测组件获知调节范围内与初始光源最为接近的光功率检测信息，此时角度调节组件所处角度即为耦合位置，如此即可实现精度调节，对大批量的光纤对接耦合生产能够高效率、缩短对准耦合时间需求，解决光纤对接耦合从传统的手工或半自动封装生产向全自动封装生产的问题，提高产品质量、生产效率，提升光器件生产企业的低成本和规模生产能力，有助于提高光器件封装制造水平和能力。
具体实施例
如图1至图16所示，该实施例提供了一种光纤耦合仪，该光纤耦合仪主要由硬件系统和软件系统两部分构成。如图1和图2所示，硬件系统由防震平板10，设置在防震平板10上的直线导轨12，滑设在直线导轨12上的第一平移台14及第二平移台16，设置在第一平移台14及第二平移台16上的XY二维位移台202及二维电动角度位移台，设置在XY二维位移台202上的Z轴位移台204、设置在位于XY二维位移台202一侧的悬挂臂上的第一工业相机，设置在位于Z轴位移台204一侧的悬挂臂上的第二工业相机，为工业相机补光的补充光源，连接于第二工业相机、第一工业相机和控制器的显示器，以及光功率检测组件。软件系统的控制器用于识别第一工业相机及第二工业相机的图像信息，控制XY二维位移台202及Z轴位移台204运动；识别光功率检测组件的检测结果，控制二维电动角度位移台调节角度。
该实施例用于解决光纤对接耦合从传统的手工或半自动封装生产向全自动封装生产的问题；解决光纤对接耦合需要高效率、缩短对准耦合时间的生产需求。
该实施例的图像获取组件包括第一工业相机和第二工业相机，第一工业相机的图像获取方向垂直于第二工业相机的图像获取方向，获取图像信息便于对光纤耦合进行初步调节，在通过光功率检测组件的检结果对光纤耦合进行精度调节，提高耦合效率；采用先初步调节再精度调节的全自动对接耦合的方式缩短对准耦合的时间。
由运动控制、图像识别与处理、算法处理和显示处理等构成。
如图1至图4所示，光纤耦合仪包括：防震平板10、直线导轨12、XY二维位移台202、Z轴位移台204、二维电动角度位移台、控制器、第一夹持件6、第二夹持件8、白光光源，第一工业相机、第二工业相机、光功率检测器。按照模块进行划分，可以分为：图像采集模块、图像处理模块、光功率感应模块、运动控制模块和人机交互模块。
其中，图像采集模块由X轴方向和Z轴方向各一个白光光源和工业相机实时采集清晰成像的侧视图像和俯视图像，图像处理模块对图像进行边缘特征提取并计算相对偏差；光功率感应模块的光功率检测器包括光发射器和光功率检测器，并由光功率检测器对光纤输出端进行实时检测；运动控制模块包括防震平板10、直线导轨12、XY二维位移台202、Z轴位移台204、二维电动角度位移台、第一夹持件6、第二夹持件8；图像处理模块包括控制器以及显示器。工作过程中由图像处理模块和光功率感应模块所得实时数据确定对准位置实现左右光纤进行高精度自动对准耦合，人机交互模块包括PC端(Personal Computer，电脑端)、鼠标和键盘，此实验PC端装载Halcon软件与Visual Studio软件，采用Halcon与C#联合编程进行二次开发，用以识别图像信息。
如图21所示，一种光纤耦合仪的对准耦合过程如下：
初步调节：①在Z轴方向第二工业相机垂直固定在光纤-光纤耦合位置的上方，白光光源固定在第二工业相机之下对耦合处进行照明，在X轴方向第一工业相机水平固定在光纤-光纤耦合位置的前方，白光光源固定在相机之下对耦合处进行照明；
②XZ轴的第一工业相机及第二工业相机实时采集视野内图像并传输至控制器；
③控制器通过图像处理对图像中的光纤边缘特征直线进行提取并计算相对偏差(为0时停止)，通过算法矫正偏差计算出使边缘特征直线平行的位置坐标；
④控制器通过坐标调节组件2多次调整达到矫正的第一夹持件6上光纤的位置坐标完成初步调节。
精度调节：⑤光发射器连接待耦合光纤的一端将红光直接耦合进入光纤，待耦合光纤另一端的FC接口(FC接口，Fiber Channnel)连接光功率检测器实时测量接收到的红外光波长以及红外光功率值并发送至控制器；
⑥控制器通过角度调节组件4进行角度调节，实时监控光功率值并在初步调节阶段检测到的光功率值为基准于小范围内遍历扫描至光功率值接近初始光源的最大值处，此时为光纤对准耦合最佳处。
在本发明的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”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；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”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一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。