一种基于图像技术的用于带角度端口光纤阵列的检端系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于图像技术的用于带角度端口光纤阵列的检端系统；所述检测系统包括固定部、检测部、运算部以及控制部；其中，所述固定部用于将目标光纤阵列以指定姿态固定于指定位置；所述检测部通过激光发光器朝目标光纤阵列的端口范围发射激光束，并使用图像传感器接收目标光纤阵列的端面所反射的反射光的图像信息，并将所获取的图像信息传输到所述运算部；所述运算部基于神经网络对所获取的图像信息进行分析，并计算目标光纤阵列的总质量指数；所述控制部通讯连接所述固定部、检测部以及运算部，并控制上述各部分进行工作。并控制上述各部分进行工作。并控制上述各部分进行工作。

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像技术的用于带角度端口光纤阵列的检端系统


[0001]本专利技术涉及光学设备的测试设备领域，尤其涉及一种基于图像技术的用于带角度端口光纤阵列的检端系统。

技术介绍

[0002]光通信是目前世界上应用最为广泛的通信方式，传统的分立器件不仅体积大，而且损耗大，生产效率低，因此集成光学也越来越受到业界重视和追捧。而光纤阵列作为集成光学重要的元器件而日益显得重要。并且端口带角度的光纤阵列通常跟光学芯片的边缘具有更优良的耦合程度；通过将光纤阵列前端抛光成指定角度或角度范围例如8
°
、45
°
等)，利用端口角度产生一个全反射条件，使得进出光纤的光束发生指定偏转角度，从而实现跟光学芯片在耦合面的光学耦合，光学耦合区可能是探测器PD、或者激光器、或者是一个光栅耦合器等。
[0003]然而光纤阵列端面的加工工艺具有较高精度要求；作为光纤
‑
光纤或者光纤与其他器件的连接位置，网络故障的主要原因大部分是由于光纤具有不合格的端面质量造成；因此光纤端面的检测至关重要。目前，光纤阵列的端面检测技术可以查出两类主要的加工问题：几何问题和清洁问题。几何问题通常是在抛光或处理的过程中造成的，光纤工作时其影响不会发生变化。但是以上检测通常还需要人工地进行观察和判断，在此过程中消耗大量的人工成本和时间成本，并且容易由于不同检测人员的标准差异，造成漏检错检现象。
[0004]查阅相关地已公开技术方案，公开号为TW200532165A的技术方案通过使用由光纤组件之输出端面所输出且依输入端面和测定面接触所形成的光学像以检查前述受测定对象之曲面形状，可简易地实现能检查曲面形状之曲面形状检查方法、光纤组件、及曲面形状检查设备；公开号为WO2018034185A1的技术方案提出具有光纤检查单元的检测设备，通过在多个光纤中缠绕多个粘合材料而构成的光纤单元；通过检测单元检测与光纤单元延伸的纵向方向正交的第一方向上的光纤单元的宽度和检测捆绑状态异常，从而实现光纤外观与端口的形状外观检查；公开号为WO2009045562A1的技术方案提出一种现场使用的便携式光纤端口检查套件，其包括用于制备光纤端部的光纤制备装置，用于检查光纤末端的光学检查装置，以及终止组件用于截断光纤终端；使用该检查套件的方法包括围绕光纤制备工具的研磨部分的中心旋转光纤的第一端部；将第一端部压在光纤制备工具的粘合剂部分上以从端部清洁污染物；将第一端部插入到光纤检查装置的内部通道中以供观察。
[0005]以上技术方案均提及到各种对于光纤端部的检查方案，然而对于带角度的光纤阵列的检查方案仍尚未提及。
[0006]
技术介绍
的前述论述仅意图便于理解本专利技术。此论述并不认可或承认提及的材料中的任一种公共常识的一部分。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于，提供一种基于图像技术的用于带角度端口光纤阵列的检端系
统；所述检测系统包括固定部、检测部、运算部以及控制部；其中，所述固定部用于将目标光纤阵列以指定姿态固定于指定位置；所述检测部通过激光发光器朝目标光纤阵列的端口范围发射激光束，并使用图像传感器接收目标光纤阵列的端面所反射的反射光的图像信息，并将所获取的图像信息传输到所述运算部；所述运算部基于神经网络对所获取的图像信息进行分析，并计算目标光纤阵列的总质量指数；所述控制部通讯连接所述固定部、检测部以及运算部，并控制上述各部分进行工作。
[0008]本专利技术采用如下技术方案：一种基于图像技术的用于带角度端口光纤阵列的检端系统，所述检测系统包括固定部、检测部、运算部以及控制部；其中，所述固定部用于将目标光纤阵列以指定姿态固定于指定位置；所述检测部通过激光发光器朝目标光纤阵列的端口范围发射激光束，并使用图像传感器接收目标光纤阵列的端面所反射的反射光的图像信息，并将所获取的图像信息传输到所述运算部；所述运算部基于神经网络对所获取的图像信息进行分析，并计算目标光纤阵列的总质量指数Q；所述控制部通讯连接所述固定部、检测部以及运算部，并控制上述各部分进行工作；其中，所述固定部包括一个角度调整单元和反射单元；所述反射单元具有高反射率的反射平面，并设置于与目标光纤阵列端口的一侧并朝向所述检测部；所述角度调整单元与所述反射单元活动连接，用于将所述反射平面调整为与目标光纤阵列的端口角度一致的角度；优选地，所述运算部采用以下步骤建立分类模型：S100：由所述运算部接收包括有用于分类模型训练的训练图像的初始训练图像集；S200：由所述运算部扩充初始训练图像集，以创建包括更多训练图像的扩充训练图像集；S300：将所述扩充训练图像集分为训练集和验证集；由所述运算部对所述训练集的各个训练图像进行机器学习，生成分类模型；S400：由所述运算部基于等级分类组的分类标准，采用所述验证集进行分类模型的分类能力验证，以观察所述分类模型的分类结果是否达到预期正确率；S500：重复以上步骤S100至S400，直至分类结果达到预期正确率，并完成建立最终的分类模型；优选地，在步骤S200中，对所述初始训练图像集进行扩充，包括将所述初始训练图像集中的一个或以上的训练图像进行随机左右旋转、亮度变化、模糊、水平和垂直翻转以及分辨率大小调整中的一项或以上的图像调整；优选地，在步骤S300中，包括以下子步骤：S310：对获取的光纤阵列图像进行区域划分；S320：识别图像中光纤阵列端口的边缘位置和非边缘位置；S330：分别对包括光纤阵列图像的各个区域进行端口质量分析；
优选地，所述等级分类组的建立包括以下步骤：G100：定义正整n的数值作为等级的数量；G200：定义从1至n的每个等级C
i
（i∈[1,n]）对应的端口质量，其中分别定义边缘位置和非边缘位置的n个等级的端口质量；G300：定义每个等级C
i
对应的质量分数S
i
；其中在步骤G200中，包括由人工检验每个光纤阵列图像的图像后，对光纤阵列图像的每个区域进行端口质量的人工评价并对每个区域进行等级定义；优选地，在检端过程中，由所述检测部获取到目标光纤阵列的图像后，将目标光纤阵列图像发送到所述运算部，并执行以下图像处理步骤：E100：对获取的光纤阵列图像进行区域划分；E200：识别图像中光纤阵列端口的边缘位置和非边缘位置；E300：分别对包括光纤阵列图像的各个区域进行端口质量分析；E400：通过所述分类模型，分析光纤阵列图像的多个区域，获取各个区域可能分类的等级，以及对应该等级的匹配概率；E500：计算每个区域的质量指数q；E600：计算目标光纤阵列端口的总质量指数Q，并评判目标光纤阵列是否合格；优选地，步骤E500中，每个区域的质量指数q的计算方法为：，式1；式1中，P
i
为基于所述分类模型等级C
i
中的第i级的概率。
[0009]优选地，在步骤E600中，所述总质量指数Q的计算方法为：，式2；式2中，μ1为位于边缘位置的区域的质量分数权重，μ2为位于非边缘位置的区域的质量分数权重；J为位于边缘位置的区域的数量，q
j...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于图像技术的用于带角度端口光纤阵列的检端系统，其特征在于，所述检端系统包括固定部、检测部、运算部以及控制部；其中，所述固定部用于将目标光纤阵列以指定姿态固定于指定位置；所述检测部通过激光发光器朝目标光纤阵列的端口范围发射激光束，并使用图像传感器接收目标光纤阵列的端面所反射的反射光的图像信息，并将所获取的图像信息传输到所述运算部；所述运算部基于神经网络对所获取的图像信息进行分析，并计算目标光纤阵列的总质量指数Q；所述控制部通讯连接所述固定部、检测部以及运算部，并控制上述各部分进行工作；其中，所述固定部包括一个角度调整单元和反射单元；所述反射单元具有高反射率的反射平面，并设置于与目标光纤阵列端口的一侧并朝向所述检测部；所述角度调整单元与所述反射单元活动连接，用于将所述反射平面调整为与目标光纤阵列的端口角度一致的角度。2.如权利要求1所述一种基于图像技术的用于带角度端口光纤阵列的检端系统，其特征在于，所述运算部采用以下步骤建立分类模型：S100：由所述运算部接收包括有用于分类模型训练的训练图像的初始训练图像集；S200：由所述运算部扩充初始训练图像集，以创建包括更多训练图像的扩充训练图像集；S300：将所述扩充训练图像集分为训练集和验证集；由所述运算部对所述训练集的各个训练图像进行机器学习，生成分类模型；S400：由所述运算部基于等级分类组的分类标准，采用所述验证集进行分类模型的分类能力验证，以观察所述分类模型的分类结果是否达到预期正确率；S500：重复以上步骤S100至S400，直至分类结果达到预期正确率，并完成建立最终的分类模型。3.如权利要求2所述一种基于图像技术的用于带角度端口光纤阵列的检端系统，其特征在于，在步骤S200中，对所述初始训练图像集进行扩充，包括将所述初始训练图像集中的一个或以上的训练图像进行随机左右旋转、亮度变化、模糊、水平和垂直翻转以及分辨率大小调整中的一项或以上的图像调整。4.如权利要求3所述一种基于图像技术的用于带角度端口光纤阵列的检端系统，其特征在于，在步骤S300中，包括以下子步骤：S310：对获取的光纤阵列图像进行区域划分；S320：识别图像中光纤阵列端口的边缘位置和非边缘位置；S330：分别对包括光纤阵列图像的各个区域进行端口质量分析。5.如权利要求4所述一种基于图像技术的用于带角...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱锦和，纪超，李俊朗，邱鉴焕，
申请(专利权)人：中山市美速光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：