【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种光纤倾斜和离焦高精度检测方法，尤其涉及一种用于空间光耦合的光纤倾斜和离焦高精度检测方法。
技术介绍
1、激光通信是以激光为载波进行数据传输的一种通信方式，而激光通信终端是激光通信中的重要设备，对其的镜片安装和光路调试是保证激光通信终端正常工作的重中之重，需配置专业的地面测试设备辅助光路装调。
2、在激光通信设备装调过程中，空间光和光纤耦合部分是光路调试的重要一环，由于单模光纤纤芯直径小，外界的大气湍流、随机角抖动和波前畸变等因素会严重影响空间光和单模光纤的耦合效率，因此需要在光路调试阶段中尽可能保证激光光斑通过汇聚透镜汇聚到单模光纤的纤芯上。在传统的光路调试中，调整光纤位置是通过上位机控制光纤移动寻找光强最大的点位，并通过ccd相机标定该点位，之后的光路调试都是基于该点位进行，但是该调试方案有明显弊端，只通过观察接收光强判断光纤是否处于最佳点位，但不能保证光斑没有离焦现象，而通过上位机驱动光纤的方案无法保证光纤在移动过程中没有发生倾斜现象，这为激光通信终端埋下了隐患。
3、如图1所示的光纤离焦示意图，离焦表现为焦点与耦合光纤的端面不在一个平面上；如图2所示的光纤倾斜示意图，倾斜表现为光纤偏离光轴。当激光外界干扰过强时，这两种现象会严重影响光纤的耦合效率，对激光通信终端的可靠性造成隐患。
4、综上所述，目前在激光通信领域需要一种快速的高精度检测光纤是否存在离焦和倾斜现象的装调方法。
技术实现思路
1、为了解决上述技术所存在的不足之
2、为了解决以上技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种用于空间光耦合的光纤倾斜和离焦高精度检测方法，方法包括以下步骤：
3、s1.基于单模光纤和空芯光纤通过外部的光纤熔接机制备得到微光纤；
4、s2.将辅助光路装调装置安装在工装上且与光纤耦合光路相结合，继而调整辅助光路装调装置的姿态且紧固在试验台上，
5、其中，辅助光路装调装置包括探测器、分光镜、可调谐平面镜；
6、s3.将快反镜姿态控制在初始位置，使激光光斑的中心点位于微光纤的中心点，观察并记录探测器接收到的干涉条纹的数据和光纤的接收光强的数据，当干涉条纹消失且光纤耦合效率符合设计指标时，停止前后调整微光纤；
7、s4.调整快反镜姿态，使激光光斑扫描微光纤的端面，观察并记录探测器接收到的干涉条纹的数据；
8、s5.对采集到的干涉条纹的数据进行分析；
9、s6.当干涉条纹和光纤耦合效率的结果符合指标，则将辅助光路装调装置进行拆除。
10、进一步地，单模光纤的包层直径为125μm，纤芯直径为8.9μm；
11、空芯光纤的包层直径为125μm，纤芯直径为10μm；
12、单模光纤和空芯光纤在光纤熔接机上以对芯熔接方式形成，通过微结构切割平台进行切割作业以保留15μm的空芯光纤。
13、进一步地，s2中，预计算微光纤的最佳位置，通过上位机控制可调谐平面镜将其端面到分光镜的距离等于处于最佳位置的微光纤到分光镜的距离。
14、进一步地，在s3中，当外部的激光器终端利用其天线接收空间激光后，经快反镜反射到辅助光路装调装置并沿第一光路传输，经过分光镜后分为两条光路，一条沿第一光路继续传输，另一条形成第二光路并沿其传输。
15、进一步地，沿第二光路传输的激光到达可调谐平面镜且经过其反射后，激光沿第二光路返回分光镜处，形成第三光路且沿其路径继续传输到探测器。
16、进一步地，沿第一光路继续传输的激光经位于微光纤与辅助光路装调装置之间布置的汇聚透镜后汇聚到微光纤的端面，经微光纤的反射后沿第一光路返回到分光镜，经分光镜反射后再沿第三光路继续传输到探测器。
17、进一步地，若微光纤的端面存在离焦，则通过上位机调整微光纤的前后位置，直至探测器观察到的光斑的干涉条纹消失且空间光和光纤的耦合效率符合设计指标。
18、进一步地，s4中，通过上位机调整快反镜的姿态以调整光斑的汇聚点，对微光纤的端面进行扫描，以判断微光纤是否发生倾斜。
19、进一步地，
20、若
21、微光纤没有倾斜，则探测器观察到的干涉条纹在微光纤各处相等；
22、若
23、微光纤发生倾斜，则对微光纤的姿态进行微调以至探测器观察到的干涉条纹在微光纤各处相等。
24、本专利技术公开了一种用于空间光耦合的光纤倾斜和离焦高精度检测方法，具有如下优点：
25、1)相较于传统光路装调方案，本专利技术通过对光纤位置和端面的检测，确保光纤没有离焦和倾斜的情况，并根据干涉光斑和接收光强结果判断光纤光路调整是否合格，保证光纤与空间光耦合时的耦合效率，该方案离焦的探测精度3±1μm，相应的倾斜探测精度为24±8mrad，如果使用精度更高的设备可以进一步提高装调精度。
26、2)相较于其他端面检测方案，本专利技术方法利用探测器、分光镜和可调谐平面镜组成辅助装调装置，该装置体积小、质量轻和成本低，不需要复杂和大尺寸的结构或设备辅助调节，符合激光通信终端的小型化发展需求，解决了光路调试过程中存在的隐患，为空间激光通信领域提供了一种新的装调方法。
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1.一种用于空间光耦合的光纤倾斜和离焦高精度检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于空间光耦合的光纤倾斜和离焦高精度检测方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的用于空间光耦合的光纤倾斜和离焦高精度检测方法，其特征在于：所述S2中，预计算微光纤的最佳位置，通过上位机控制可调谐平面镜将其端面到分光镜的距离等于处于最佳位置的微光纤到分光镜的距离。
4.根据权利要求1所述的用于空间光耦合的光纤倾斜和离焦高精度检测方法，其特征在于：在所述S3中，当外部的激光器终端利用其天线接收空间激光后，经快反镜反射到辅助光路装调装置并沿第一光路传输，经过分光镜后分为两条光路，一条沿第一光路继续传输，另一条形成第二光路并沿其传输。
5.根据权利要求4所述的用于空间光耦合的光纤倾斜和离焦高精度检测方法，其特征在于：沿所述第二光路传输的激光到达可调谐平面镜且经过其反射后，激光沿第二光路返回分光镜处，形成第三光路且沿其路径继续传输到探测器。
6.根据权利要求5所述的用于空间光耦合的光纤倾斜和离焦高精度检测方法，其特
7.根据权利要求6所述的用于空间光耦合的光纤倾斜和离焦高精度检测方法，其特征在于：若微光纤的端面存在离焦，则通过上位机调整微光纤的前后位置，直至探测器观察到的光斑的干涉条纹消失且空间光和光纤的耦合效率符合设计指标。
8.根据权利要求1所述的用于空间光耦合的光纤倾斜和离焦高精度检测方法，其特征在于：所述S4中，通过上位机调整所述快反镜的姿态以调整光斑的汇聚点，对微光纤的端面进行扫描，以判断微光纤是否发生倾斜。
9.根据权利要求8所述的用于空间光耦合的光纤倾斜和离焦高精度检测方法，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种用于空间光耦合的光纤倾斜和离焦高精度检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于空间光耦合的光纤倾斜和离焦高精度检测方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的用于空间光耦合的光纤倾斜和离焦高精度检测方法，其特征在于：所述s2中，预计算微光纤的最佳位置，通过上位机控制可调谐平面镜将其端面到分光镜的距离等于处于最佳位置的微光纤到分光镜的距离。
4.根据权利要求1所述的用于空间光耦合的光纤倾斜和离焦高精度检测方法，其特征在于：在所述s3中，当外部的激光器终端利用其天线接收空间激光后，经快反镜反射到辅助光路装调装置并沿第一光路传输，经过分光镜后分为两条光路，一条沿第一光路继续传输，另一条形成第二光路并沿其传输。
5.根据权利要求4所述的用于空间光耦合的光纤倾斜和离焦高精度检测方法，其特征在于：沿所述第二光路传输的激光到达可调谐平面镜且经过其反射后，激光沿第二光路返回分...
【专利技术属性】
技术研发人员：武凤，张金文，付欣宇，曹明银，
申请(专利权)人：威海激光通信先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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