双光路对准方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010789454.7 (22)申请日 2020.08.07 (71)申请人 上海中科创欣通讯设备有限公司 地址 201612 上海市松江区新桥镇新茸路 155弄185号3-4楼 申请人 上海中科股份有限公司 上海中科光纤通讯器件有限公司 (72)发明人 洪亮朱健沈乾 (74)专利代理机构 上海天协和诚知识产权代理 事务所 31216 代理人 沈国良 (51)Int.Cl. G02B 27/30(2006.01) (54)发明名称 双光路对准方法 (57)摘要 本发明公开了。

2、一种双光路对准方法， 本方法 包括双光路的光点识别和功率调试， 其中， 光点 识别以PD阵列为探测手段， 通过调节准直器的俯 仰角和方位角， 识别和调节光点的角度和位置， 且光点满足一定的条件， 使得双光路粗略对准； 功率调试以光功率计为探测手段， 通过监测双光 路的插损， 调整光点位置， 并利用准直器俯仰角 和自转角之间的关联性， 使得光路精密对准。 本 方法克服传统光路对准作业的缺陷， 降低光路对 准中的空间随机性， 节省制造成本， 提高光路对 准作业的效率。 权利要求书2页 说明书4页 附图4页 CN 111965835 A 2020.11.20 CN 111965835 A 1.一种双。

3、光路对准方法， 第一准直器的第一端口和第二端口分别连接第一调试光源和 第二调试光源， 第二准直器的第一端口和第二端口分别连接第一试探光源和第二试探光 源； 第一PD阵列和第二PD阵列由一系列面分布的PD组成， 分布方向垂直于光路， 用于识别 左-右或右-左光路中的光点分布； 第一准直器和第二准直器分别设置于调节平台上， 调节 平台调节准直器的运动自由度， 包括俯仰角、 方位角和自转角； 其特征在于本方法包括如下 步骤： 步骤一、 沿z轴拉远第一准直器和第二准直器之间的距离； 步骤二、 将第二PD阵列设置于第二准直器之前， 可以探测到四个光点， 其中， 第一光点 和第二光点分别来自于第一准直器的。

4、第一端口和第二端口， 由于第二PD阵列远离第一准直 器， 第一光点和第二光点分开； 第三光点和第四光点分别来自于第二准直器的第一端口和 第二端口， 由于第二PD阵列靠近第二准直器， 第三光点和第四光点重叠； 调节第一准直器的 自转角， 使得第一光点和第二光点对水平， 且第一光点指向操作者， 调节第一准直器的俯仰 角和方位角， 使得第三光点和第四光点居于第一光点与第二光点中间； 步骤三、 将第一PD阵列设置于第一准直器之前， 可以探测到与步骤二相同的四个光点， 由于第一PD阵列远离第二准直器， 第三光点和第四光点分开； 由于第一PD阵列靠近第一准 直器， 第一光点和第二光点重叠； 调节第二准直器。

5、的自转角， 使得第三光点和第四光点对水 平， 且第四光点指向操作者， 调节第二准直器的俯仰角和方位角， 使得第一光点和第二光点 居于第三光点与第四光点中间； 步骤四、 重复步骤二和步骤三， 使得第三光点和第四光点居于第一光点与第二光点中 间和第一光点和第二光点居于第三光点与第四光点中间的条件同时满足； 步骤五、 恢复第一准直器和第二准直器之间距离， 使两者共焦点， 第一准直器的第一端 口和第二端口分别连接第一调试光源和第二调试光源， 第二准直器的第一端口和第二端口 分别连接第一光功率计和第二光功率计； 第一光功率计监控由第一准直器的第一端口至第 二准直器的第二端口形成的第一光路的插损， 第二光。

6、功率计监控由第一准直器的第二端口 至第二准直器的第一端口形成的第二光路的插损； 步骤六、 在第一准直器和第二准直器之间插入一个PD阵列， 该PD阵列探测到角度和位 置随机的第一光点、 第二光点、 第三光点和第四光点； 调节第一准直器和第二准直器的俯仰 角和方位角， 将第一光路的插损调至最小， 在该PD阵列上第一光点和第三光点重合； 步骤七、 调节第二准直器的俯仰角， 在该PD阵列上， 第三光点远离第一光点， 第四光点 靠近第二光点， 此时第一光路插损变大， 第二光路插损变小； 再调节第二准直器自转角优化 插损， 在该PD阵列上， 第三光点靠近第一光点的同时第四光点也靠近第二光点， 此时第一光 。

7、路和第二光路的插损同时变小； 步骤八、 重复步骤六和步骤七， 直至第一光路和第二光路的插损同时最小， 则视作第一 准直器和第二准直器的俯仰角和自转角完成匹配， 在该PD阵列上， 第一光点、 第二光点、 第 三光点、 第四光点位于同一水平线上； 步骤九、 调节第一准直器和第二准直器的方位角， 直至第一光路和第二光路的插损同 时最小， 或呈现一高一低现象， 则视作方位角完成匹配， 在该PD阵列上， 第一光点和第三光 点的重叠度与第二光点和第四光点的重叠度相同， 实现第一光路和第二光路的同时对准。 2.根据权利要求1所述的双光路对准方法， 其特征在于： 所述第一光功率计和第二光功 权利要求书 1/2。

8、 页 2 CN 111965835 A 2 率计分别接收第一光路和第二光路的光功率， 无需随机找光， 光功率大小与第一准直器和 第二准直器的拉远距离以及PD阵列的分辨率相关。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111965835 A 3 双光路对准方法 技术领域 0001 本发明涉及光器件制造技术领域， 尤其涉及一种双光路对准方法。 背景技术 0002 如图1所示， 双光路器件以两个双纤准直器为基础， 在双纤准直器中间插入若干光 学元件。 双光路器件的两个光路可以共享光学元件， 实现两个器件的功能， 逐渐成为光器件 厂商降本增效的重要手段之一。 0003 光器件制造过程中， 光路对准涉及准直器。

9、角度和位置的调节， 由于光路的随机性， 准直器的调节也具有随机性， 需要花费一定工时才能完成光路对准。 尤其是对于双光路器 件， 对准过程除了涉及准直器角度和位置的调节， 还涉及准直器的自转。 自由度的增加带来 随机性的增加， 最终转化成工时的增加， 极大降低了调节效率。 发明内容 0004 本发明所要解决的技术问题是提供一种双光路对准方法， 本方法克服传统光路对 准作业的缺陷， 降低光路对准中的空间随机性， 节省制造成本， 提高光路对准作业的效率。 0005 为解决上述技术问题， 本发明双光路对准方法， 第一准直器的第一端口和第二端 口分别连接第一调试光源和第二调试光源， 第二准直器的第一端。

10、口和第二端口分别连接第 一试探光源和第二试探光源； 第一PD阵列和第二PD阵列由一系列面分布的PD组成， 分布方 向垂直于光路， 用于识别左-右或右-左光路中的光点分布； 第一准直器和第二准直器分别 设置于调节平台上， 调节平台调节准直器的运动自由度， 包括俯仰角、 方位角和自转角； 本 方法包括如下步骤： 步骤一、 沿z轴拉远第一准直器和第二准直器之间的距离； 步骤二、 将第二PD阵列设置于第二准直器之前， 可以探测到四个光点， 其中， 第一光点 和第二光点分别来自于第一准直器的第一端口和第二端口， 由于第二PD阵列远离第一准直 器， 第一光点和第二光点分开； 第三光点和第四光点分别来自于第。

11、二准直器的第一端口和 第二端口， 由于第二PD阵列靠近第二准直器， 第三光点和第四光点重叠； 调节第一准直器的 自转角， 使得第一光点和第二光点对水平， 且第一光点指向操作者， 调节第一准直器的俯仰 角和方位角， 使得第三光点和第四光点居于第一光点与第二光点中间； 步骤三、 将第一PD阵列设置于第一准直器之前， 可以探测到与步骤二相同的四个光点， 由于第一PD阵列远离第二准直器， 第三光点和第四光点分开； 由于第一PD阵列靠近第一准 直器， 第一光点和第二光点重叠； 调节第二准直器的自转角， 使得第三光点和第四光点对水 平， 且第四光点指向操作者， 调节第二准直器的俯仰角和方位角， 使得第一光。

12、点和第二光点 居于第三光点与第四光点中间； 步骤四、 重复步骤二和步骤三， 使得第三光点和第四光点居于第一光点与第二光点中 间和第一光点和第二光点居于第三光点与第四光点中间的条件同时满足； 步骤五、 恢复第一准直器和第二准直器之间距离， 使两者共焦点， 第一准直器的第一端 说明书 1/4 页 4 CN 111965835 A 4 口和第二端口分别连接第一调试光源和第二调试光源， 第二准直器的第一端口和第二端口 分别连接第一光功率计和第二光功率计； 第一光功率计监控由第一准直器的第一端口至第 二准直器的第二端口形成的第一光路的插损， 第二光功率计监控由第一准直器的第二端口 至第二准直器的第一端口。

13、形成的第二光路的插损； 步骤六、 在第一准直器和第二准直器之间插入一个PD阵列， 该PD阵列探测到角度和位 置随机的第一光点、 第二光点、 第三光点和第四光点； 调节第一准直器和第二准直器的俯仰 角和方位角， 将第一光路的插损调至最小， 在该PD阵列上第一光点和第三光点重合； 步骤七、 调节第二准直器的俯仰角， 在该PD阵列上， 第三光点远离第一光点， 第四光点 靠近第二光点， 此时第一光路插损变大， 第二光路插损变小； 再调节第二准直器自转角优化 插损， 在该PD阵列上， 第三光点靠近第一光点的同时第四光点也靠近第二光点， 此时第一光 路和第二光路的插损同时变小； 步骤八、 重复步骤六和步骤。

14、七， 直至第一光路和第二光路的插损同时最小， 则视作第一 准直器和第二准直器的俯仰角和自转角完成匹配， 在该PD阵列上， 第一光点、 第二光点、 第 三光点、 第四光点位于同一水平线上； 步骤九、 调节第一准直器和第二准直器的方位角， 直至第一光路和第二光路的插损同 时最小， 或呈现一高一低现象， 则视作方位角完成匹配， 在该PD阵列上， 第一光点和第三光 点的重叠度与第二光点和第四光点的重叠度相同， 实现第一光路和第二光路的同时对准。 0006 进一步， 所述第一光功率计和第二光功率计分别接收第一光路和第二光路的光功 率， 无需随机找光， 光功率大小与第一准直器和第二准直器的拉远距离以及PD。

15、阵列的分辨 率相关。 由于本发明双光路对准方法采用了上述技术方案， 即本方法包括双光路的光点识别和 功率调试， 其中， 光点识别以PD阵列为探测手段， 通过调节准直器的俯仰角和方位角， 识别 和调节光点的角度和位置， 且光点满足一定的条件， 使得双光路粗略对准； 功率调试以光功 率计为探测手段， 通过监测双光路的插损， 调整光点位置， 并利用准直器俯仰角和自转角之 间的关联性， 使得光路精密对准。 本方法克服传统光路对准作业的缺陷， 降低光路对准中的 空间随机性， 节省制造成本， 提高光路对准作业的效率。 附图说明 0007 下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明： 图1为双光路器件。

16、结构示意图； 图2为本发明双光路对准方法示意图； 图3和图4为本方法中PD阵列光点对准示意图； 图5为本方法中第一准直器和第二准直器共焦点示意图； 图6为本方法中第一准直器和第二准直器光功率调试示意图； 图7至图12为本方法中各调试过程光点分布示意图； 图13为准直器自由度的形象示意图。 具体实施方式 0008 实施例如图2至图6所示， 本发明双光路对准方法， 第一准直器1的第一端口2和第 说明书 2/4 页 5 CN 111965835 A 5 二端口3分别连接第一调试光源4和第二调试光源5， 第二准直器6的第一端口8和第二端口7 分别连接第一试探光源10和第二试探光源9； 第一PD阵列16。

17、和第二PD阵列11由一系列面分 布的PD组成， 分布方向垂直于光路， 用于识别左-右或右-左光路中的光点分布； 第一准直器 1和第二准直器6分别设置于调节平台上， 调节平台调节准直器1、 6的运动自由度， 包括俯仰 角、 方位角和自转角； 本方法包括如下步骤： 步骤一、 沿z轴拉远第一准直器1和第二准直器6之间的距离； 步骤二、 将第二PD阵列11设置于第二准直器6之前， 可以探测到四个光点， 其中， 第一光 点12和第二光点13分别来自于第一准直器1的第一端口2和第二端口3， 由于第二PD阵列11 远离第一准直器1， 第一光点12和第二光点13分开； 第三光点14和第四光点15分别来自于第 。

18、二准直器6的第一端口8和第二端口7， 由于第二PD阵列11靠近第二准直器6， 第三光点14和 第四光点15重叠； 调节第一准直器1的自转角， 使得第一光点12和第二光点13对水平， 且第 一光点12指向操作者， 调节第一准直器1的俯仰角和方位角， 使得第三光点14和第四光点15 居于第一光点12与第二光点13中间； 步骤三、 将第一PD阵列16设置于第一准直器1之前， 可以探测到与步骤二相同的四个光 点， 由于第一PD阵列16远离第二准直器6， 第三光点14和第四光点15分开； 由于第一PD阵列 16靠近第一准直器1， 第一光点12和第二光点13重叠； 调节第二准直器6的自转角， 使得第三 光。

19、点14和第四光点15对水平， 且第四光点15指向操作者， 调节第二准直器6的俯仰角和方位 角， 使得第一光点12和第二光点13居于第三光点14与第四光点15中间； 步骤四、 重复步骤二和步骤三， 使得第三光点14和第四光点15居于第一光点12与第二 光点13中间和第一光点12和第二光点13居于第三光点14与第四光点15中间的条件同时满 足； 步骤五、 恢复第一准直器1和第二准直器6之间距离， 使两者共焦点， 第一准直器1的第 一端口2和第二端口3分别连接第一调试光源4和第二调试光源5， 第二准直器6的第一端口8 和第二端口7分别连接第一光功率计18和第二光功率计17； 第一光功率计18监控由第。

20、一准 直器1的第一端口2至第二准直器6的第二端口7形成的第一光路的插损， 第二光功率计17监 控由第一准直器1的第二端口3至第二准直器6的第一端口8形成的第二光路的插损； 步骤六、 在第一准直器1和第二准直器6之间插入一个PD阵列， 如图7所示， 该PD阵列探 测到角度和位置随机的第一光点12、 第二光点13、 第三光点14和第四光点15； 调节第一准直 器1和第二准直器6的俯仰角和方位角， 将第一光路的插损调至最小， 如图8所示， 在该PD阵 列上第一光点12和第三光点14重合； 步骤七、 调节第二准直器6的俯仰角， 如图9所示， 在该PD阵列上， 第三光点14远离第一 光点12， 第四光点。

21、15靠近第二光点13， 此时第一光路插损变大， 第二光路插损变小； 再调节 第二准直器6自转角优化插损， 如图10所示， 在该PD阵列上， 第三光点14靠近第一光点12的 同时第四光点15也靠近第二光点13， 此时第一光路和第二光路的插损同时变小； 步骤八、 重复步骤六和步骤七， 直至第一光路和第二光路的插损同时最小， 则视作第一 准直器1和第二准直器6的俯仰角和自转角完成匹配， 如图11所示， 在该PD阵列上， 第一光点 12、 第二光点13、 第三光点14、 第四光点15位于同一水平线上； 步骤九、 调节第一准直器1和第二准直器6的方位角， 直至第一光路和第二光路的插损 同时最小， 或呈现。

22、一高一低现象， 则视作方位角完成匹配， 如图12所示， 在该PD阵列上， 第一 说明书 3/4 页 6 CN 111965835 A 6 光点12和第三光点14的重叠度与第二光点13和第四光点15的重叠度相同， 实现第一光路和 第二光路的同时对准。 0009 优选的， 所述第一光功率计18和第二光功率计17分别接收第一光路和第二光路的 光功率， 无需随机找光， 光功率大小与第一准直器1和第二准直器6的拉远距离以及PD阵列 的分辨率相关。 0010 在双光路对准过程中， 原则上双光路对准的逻辑是光从第一准直器1的第一端口2 输入， 从第二准直器6的第二端口7输出； 同时， 光从第一准直器1的第二。

23、端口3输入， 从第二 准直器6的第一端口8输出。 两个光路要求同时对准到最佳， 实质上是要求两个准直器的俯 仰角、 方位角和自转角互相匹配。 0011 理论上， 完成双光路对准至少需要五个独立的自由度。 本方法采用六个自由度实 现双光路对准， 即两个准直器各自的俯仰角、 方位角和自转角， 其中， 两个自转角只有一个 是独立的。 如图13所示， 图13显示了准直器自由度的形象化说明， 准直器朝向z轴方向， 图中 半圆ABC、 DBE、 DAE分别代表准直器的俯仰角、 方位角、 自转角所在的转动平面。 本方法通过 调节平台实现准直器俯仰角、 方位角和自转角的调整。 0012 通过本方法实现双光路对准， 降低双光路对准中的空间随机性， 节省光器件的制 造成本， 有效提高双光路对准效率， 确保双光路器件的产品质量。 说明书 4/4 页 7 CN 111965835 A 7 图1 图2 图3 图4 说明书附图 1/4 页 8 CN 111965835 A 8 图5 图6 图7 图8 说明书附图 2/4 页 9 CN 111965835 A 9 图9 图10 图11 图12 说明书附图 3/4 页 10 CN 111965835 A 10 图13 说明书附图 4/4 页 11 CN 111965835 A 11 。