一种光器件耦合控制方法技术

本发明专利技术涉及一种光器件耦合控制方法，光器件包括透镜、支架和光纤头，耦合控制包括支架的位置确定和光纤头的位置确定；所述光器件耦合控制方法包括以下步骤：步骤1，控制支架移动到预定位置；步骤2，采集包含支架和透镜位置的图像，并基于所述图像计算出矫正位置；步骤3，控制支架移动到所述矫正位置；步骤4，以所述矫正位置为基础，对支架和光纤头进行粗耦合控制，并判断粗耦合控制后的耦合率是否合格，如果合格则耦合完成，如果不合格则进入步骤5；步骤5，对支架进行细耦合控制，并判断细耦合控制后的耦合率是否合格，如果合格则耦合完成，如果不合格则耦合失败。本发明专利技术通过多级耦合可以大大提高耦合精度。大大提高耦合精度。大大提高耦合精度。

【技术实现步骤摘要】
一种光器件耦合控制方法


[0001]本专利技术涉及光通信
，特别涉及一种光器件耦合控制方法。

技术介绍

[0002]光学组件或光器件OSA（Optical Sub Assembly）是光通信设备的重要组成部件，接收光器件（ROSA）包括支架、透镜、光纤头等部件，其光路如图6所示，接收的光信号先经过支架，然后进入透镜，再经由光纤头输出。耦合进光纤头的光束越多，光功率就越大，因此在布置各个部件的位置时，需要进行耦合控制，以找到光功率最大的位置。目前的耦合控制方式相对比较简略，因此耦合成功率相对不是很高。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种光器件耦合控制方法，以提高光器件的耦合成功率及耦合精度。
[0004]为了实现上述专利技术目的，本专利技术实施例提供了以下技术方案：一种光器件耦合控制方法，光器件包括透镜、支架和光纤头，耦合控制包括支架的位置确定和光纤头的位置确定；所述光器件耦合控制方法包括以下步骤：步骤1，控制支架移动到预定位置；步骤2，采集包含支架和透镜位置的图像，并基于所述图像计算出矫正位置；步骤3，控制支架移动到所述矫正位置；步骤4，以所述矫正位置为基础，对支架和光纤头进行粗耦合控制，并判断粗耦合控制后的耦合率是否合格，如果合格则耦合完成，如果不合格则进入步骤5；步骤5，对支架进行细耦合控制，并判断细耦合控制后的耦合率是否合格，如果合格则耦合完成，如果不合格则耦合失败；其中，所述粗耦合控制是单方向的直线轨迹搜索，分别搜索X轴、Y轴、Z轴方向上的最佳位置点；所述细耦合控制是螺旋线轨迹搜索，搜索出区域内的最佳位置点。
[0005]所述步骤4中，粗耦合控制过程包括以下步骤：步骤41，支架移动到矫正位置后再次进行校验，以确保支架的X轴坐标当前处于所述矫正位置；步骤42，以第一长度为步进，支架的Y轴坐标分别向上和向下移动第一距离，且利用光功率计记录每个位置的光功率，比较所有位置的光功率大小，然后将Y轴坐标移动到光功率值最大的位置；步骤43，以第一长度为步进，支架的Z轴坐标分别向前和向后移动第一距离，且利用光功率计记录每个位置的光功率，比较所有位置的光功率大小，然后将Z轴坐标移动到光功率值最大的位置；步骤44，以第一长度为步进，光纤头的X轴坐标分别向左和向右移动第一距离，且利用光功率计记录每个位置的光功率，比较所有位置的光功率大小，然后将X轴坐标移动到
光功率值最大的位置；步骤45，以第一长度为步进，光纤头的Y轴坐标分别向上和向下移动第一距离，且利用光功率计记录每个位置的光功率，比较所有位置的光功率大小，然后将Y轴坐标移动到光功率值最大的位置；步骤46，以第一长度为步进，光纤头的Z轴坐标分别向前和向后移动第一距离，且利用光功率计记录每个位置的光功率，比较所有位置的光功率大小，然后将Z轴坐标移动到光功率值最大的位置。
[0006]粗耦合的目标是快速的确保能找到光，即让支架出来的光，通过透镜后光纤头能够接收到光，光功率计上面的读数不是显示为无光的状态。本方案中采用三轴直线移动进行耦合控制，可以快速找到光，继而提高耦合效率。
[0007]所述步骤4中，粗耦合控制过程还包括以下步骤：步骤47，以第二长度为步进，光纤头的Y轴坐标分别向上和向下移动第二距离，且利用光功率计记录每个位置的光功率，比较所有位置的光功率大小，然后将Y轴坐标移动到光功率值最大的位置；步骤48，以第二长度为步进，光纤头的Z轴坐标分别向前和向后移动第二距离，且利用光功率计记录每个位置的光功率，比较所有位置的光功率大小，然后将Z轴坐标移动到光功率值最大的位置；其中，第一长度大于第二长度，第一距离大于第二距离。
[0008]整个耦合过程中对于光纤头的移动只在粗耦合控制中进行，上述方案中，采用两种控制精度进行移动控制，可以尽可能地让光纤头接收到更多的光，进而提高耦合效率。
[0009]所述步骤5中，细耦合控制过程包括以下步骤：步骤51，以粗耦合控制后的位置为基础，以第三长度为步进，以第三距离为半径，采用螺旋线轨迹进行移动，确定出需要移动的点的个数；步骤52，从第一个点开始依次移动，每移动一个点就记录当前位置和在当前位置采集到的光功率；步骤53，在移动到最后一个点后，确定出光功率值最大的点的位置，并控制移动到该光功率值最大的点的位置。
[0010]上述方案中，在粗耦合的基础上移动支架在第三距离半径的圆形区域内，快速搜索，在圆形区域内走螺旋线路径小于多个同心圆的路径，利用更少的时间尽快找到最合适的耦合位置，以此提升耦合效率。如果找不到也为精耦合提供了基础。
[0011]所述步骤51中，第三长度为0.01mm，第三距离为0.1mm；螺旋线方程为：所述步骤51中，第三长度为0.01mm，第三距离为0.1mm；螺旋线方程为：、、分别为点的坐标值、点的坐标值、点到原点的距离，设定 ，每次增加0.5弧度，因此有：
根据半径、、进而可以计算出需要移动的点的个数为40，即。
[0012]所述步骤5中，如果细耦合控制后的耦合率不合格，则对支架进行精耦合控制，并判断精耦合控制后的耦合率是否合格，如果合格则耦合完成，如果不合格则确定耦合失败；所述精耦合控制是同心圆轨迹搜索，搜索出区域内的最佳位置点。
[0013]同心圆的搜索密度大于螺旋线，其次精度高于螺旋线。只采用细耦合精度不够，只用精耦合时间又太长，影响生产效率。上述方案中，在细耦合不满足要求的情况下再进行精耦合控制，既可以让搜索精度达到要求，同时又节约时间，提高了耦合效率，继而提高生产效率。
[0014]所述精耦合控制过程中，以细耦合控制后的位置为基础，采用多个同心圆轨迹进行搜索，同心圆的最大半径为0.02mm，确定出每个同心圆轨迹需要移动的点的个数；针对于每一个同心圆轨迹，从第一个点开始到最后一个点依次移动，每移动一个点就记录当前位置和在当前位置采集到的光功率，确定出光功率值最大的点的位置后，控制移动到该光功率值最大的点的位置。
[0015]通过多轴步进电机驱动支架和光纤头移动，多轴步进电机由单片机控制，单片机与多轴步进电机的驱动器信号连接。
[0016]上述方案中，采用单片机进行耦合控制，相比于传统PLC或控制卡控制的方式，可以提高耦合控制的实时性，实现实时控制，进而提升控制效率。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术不仅可以实现自动耦合，而且在将支架控制到矫正位置后，还继续进行了粗耦合控制及细耦合控制，多级耦合控制方式使得耦合精度大大提高，继而提高了耦合成功率，同时也提高了光器件的生产效率。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍， 应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。
[0019]图1为实施例中光器件耦合控制方法的流程图。
[0020]图2为实施例中实现耦合控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光器件耦合控制方法，光器件包括透镜、支架和光纤头，耦合控制包括支架的位置确定和光纤头的位置确定；其特征在于，所述光器件耦合控制方法包括以下步骤：步骤1，控制支架移动到预定位置；步骤2，采集包含支架和透镜位置的图像，并基于所述图像计算出矫正位置；步骤3，控制支架移动到所述矫正位置；步骤4，以所述矫正位置为基础，对支架和光纤头进行粗耦合控制，并判断粗耦合控制后的耦合率是否合格，如果合格则耦合完成，如果不合格则进入步骤5；步骤5，对支架进行细耦合控制，并判断细耦合控制后的耦合率是否合格，如果合格则耦合完成，如果不合格则耦合失败；其中，所述粗耦合控制是单方向的直线轨迹搜索，分别搜索X轴、Y轴、Z轴方向上的最佳位置点；所述细耦合控制是螺旋线轨迹搜索，搜索出区域内的最佳位置点。2.根据权利要求1所述的光器件耦合控制方法，其特征在于，所述步骤4中，粗耦合控制过程包括以下步骤：步骤41，支架移动到矫正位置后再次进行校验，以确保支架的X轴坐标当前处于所述矫正位置；步骤42，以第一长度为步进，支架的Y轴坐标分别向上和向下移动第一距离，且利用光功率计记录每个位置的光功率，比较所有位置的光功率大小，然后将Y轴坐标移动到光功率值最大的位置；步骤43，以第一长度为步进，支架的Z轴坐标分别向前和向后移动第一距离，且利用光功率计记录每个位置的光功率，比较所有位置的光功率大小，然后将Z轴坐标移动到光功率值最大的位置；步骤44，以第一长度为步进，光纤头的X轴坐标分别向左和向右移动第一距离，且利用光功率计记录每个位置的光功率，比较所有位置的光功率大小，然后将X轴坐标移动到光功率值最大的位置；步骤45，以第一长度为步进，光纤头的Y轴坐标分别向上和向下移动第一距离，且利用光功率计记录每个位置的光功率，比较所有位置的光功率大小，然后将Y轴坐标移动到光功率值最大的位置；步骤46，以第一长度为步进，光纤头的Z轴坐标分别向前和向后移动第一距离，且利用光功率计记录每个位置的光功率，比较所有位置的光功率大小，然后将Z轴坐标移动到光功率值最大的位置。3.根据权利要求2所述的光器件耦合控制方法，其特征在于，所述步骤4中，粗耦合控制过程还包括以下步骤：步骤47，以第二长度为步进，光纤头的Y轴坐标分别向上和向下移动第二距离，且利用光功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：张林波，张强，许远忠，
申请(专利权)人：成都光创联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：