[发明专利]一种光纤自动定位与放置装置与方法

摘要

本发明公开了一种光纤自动定位与放置装置与方法，通过光学成像实时监测反馈给PC机，PC机对采集的图像进行处理，去控制步进电机驱动四维调整台调整铌酸锂基片的位置与姿态，从而实现光纤的自动放置，本发明可以替代现有人工放置方法，避免现有方法费时、费力、放置误差大等缺点，实现光纤的自动精确放置。通过基于MFC对话框程序的编写即可直观的看到铌酸锂基片位置与姿态的调整，实时观测光纤的精确放置的过程，整个放置过程简单、直观、自动化程度高。

主权项

1.一种光纤自动定位与放置方法，包括以下几个步骤：步骤一：光纤放入凹槽前铌酸锂基片放置在四维电动调整台上，光纤由光纤旋转器夹持，放置在四维电动调整台左侧，高度与铌酸锂基片齐平，光纤不在铌酸锂基片凹槽中，且与铌酸锂基片凹槽边线不平行，将光纤放置到铌酸锂基片凹槽中，具体包括：1)打开显微摄像头、CMOS相机，将铌酸锂基片与光纤图像调整在视场中间；2)采集光纤与铌酸锂基片相对位置与姿态图像进行采集，上传至PC机；3)对铌酸锂基片与光纤的位置姿态信息进行图像处理，具体包括：A、进行图像预处理，对采集到的图像进行高斯滤波；B、高斯滤波后用canny边缘检测对图像进行边缘检测，找出光纤与铌酸锂基片的两条凹槽线；C、用最小二乘法对光纤与铌酸锂基片的两条凹槽线进行直线拟合，并计算光纤与铌酸锂基片凹槽线夹角的角度；D、根据检测结果实时控制命令驱动四维调整台，实时调整铌酸锂基片X方向的偏摆，当光纤与铌酸锂基片凹槽线夹角角度小于设定阈值时，停止调整；E、判断光纤是否在凹槽中间，若在，则整个调整过程结束；若不在，驱动四维调整台实现铌酸锂基片Y方向的平移；F、重复步骤C至步骤F，直至光纤在铌酸锂基片凹槽中间且与之边线夹角小于设定阈值；步骤二：光纤放入凹槽后光纤成功放置在铌酸锂基片凹槽后，在四维调整台右侧放置由显微物镜、镜筒、CCD相机，调整显微物镜高度与铌酸锂基片以及光纤端面齐平，调整一维电动位移台将光纤端面调整在焦平面，光源产生非相干平行光，在光纤上侧照射光纤，光耦合进光纤，通过显微物镜以及CCD相机采集图像，上传图像至PC机显示与处理，具体包括：(1)首先是打开微显微物镜、镜筒以及CCD相机，将光纤端面图像调整在视场中间；(2)通过CCD相机对光纤端面图像进行采集，上传至PC机；(3)对光纤端面信息进行图像处理，具体包括：A、进行图像预处理，对采集到的图像进行高斯滤波；B、高斯滤波自后用canny边缘检测对图像进行边缘检测，找出光纤端面轮廓曲线；C、用最小二乘和迭代的方法对光纤端面轮廓进行椭圆拟合，计算光纤端面轮廓曲线的椭圆度；D、如果光纤端面轮廓曲线的椭圆度小于设定阈值△，则调整完成，反之根据检测结果发送实时控制命令驱动四维调整台，实时调整铌酸锂基片Y方向的偏摆，直到光纤端面轮廓曲线的椭圆度小于设定阈值△，停止调整，完成光纤自动放置。