一種光分路器耦合對準面平行的調(diào)整方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光導(dǎo)通訊技術(shù)領(lǐng)域，具體地講，涉及的是一種光分路器耦合對準面平行的調(diào)整方法，主要用于快速判斷光分路器親合對準時PLC(Planar Lightwave CircuitSplitter，平面光波導(dǎo)分路器)芯片8度通光面和FA (Fiber Array，光纖陣列)8度通光面的平行狀況，然后根據(jù)判斷結(jié)果快速調(diào)整FA位置從而使PLC芯片的8度通光面和FA的8度通光面平行，最終保證耦合插損。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著IP業(yè)務(wù)的快速增長，對網(wǎng)絡(luò)帶寬需求越來越高，傳統(tǒng)模擬電通信技術(shù)已經(jīng)無法滿足人們的需求。隨之而來的光通信網(wǎng)絡(luò)成為全球的通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的熱點。要發(fā)展光網(wǎng)絡(luò)，首先要建立覆蓋范圍廣的光無源分配網(wǎng)。要建設(shè)光無源分配網(wǎng)，必須使用大量的光分路器。由于對光分路器的需求持續(xù)增長，中國已經(jīng)成為全球最大的光分路器生產(chǎn)地。
[0003]對于分路器生產(chǎn)，現(xiàn)在基本上是采用手動調(diào)節(jié)6維調(diào)節(jié)架調(diào)節(jié)PLC芯片及FA的相對位置，然后通過觀察屏幕上的PLC芯片及FA的成像判斷是否平行，然后再做相應(yīng)調(diào)節(jié)。最后，再通過調(diào)節(jié)架進行微調(diào)對準波導(dǎo)及FA的纖芯，其中FA和PLC芯片位置是通過后CO)(Charge-coupled Device，電荷親合元件)和上CO)成像至顯示屏上，如圖1所示。
[0004]整個過程中，如果開始不能有效將PLC芯片及FA的8度面調(diào)節(jié)平行，最終將無法將耦合損耗調(diào)整至規(guī)格要求內(nèi)。如圖2所示，需要手動調(diào)節(jié)兩個8度通光面(101面和102面)平行。要保證101面和102面平行，則須使橫豎兩個方向的角度都要平行，如圖3所示為豎方向平行，如圖4所示為橫方向平行。如果未能將兩個面調(diào)節(jié)平行，將會出現(xiàn)如圖5所示的錯位不平、圖6所示的豎方向不平、圖7所示的橫方向不平等狀況。
[0005]在實際操作中，由于FA研磨過程難以避免崩邊和小幅度塌邊，從而在監(jiān)控器上顯示為陰影，非常難以用肉眼判斷PLC芯片的8度面和FA的8度面是否平行。同時，由于PLC芯片寬度和FA寬度不一致，后CXD觀察時PLC芯片邊緣(Lu線)和FA邊緣(Ld線)沒有在同一個焦面上，所以后CXD無法清晰同時觀察到PLC芯片和FA邊沿，具體如圖8所示。
[0006]對于光分路器親合對準時，如果要求親合損耗小于0.1dB的話，最小角度誤差可以表示為:
Μ?η(θ) 二 (d / I) * (180 / π)......(I)
其中，d表示耦合間距，I表示截面長度。對于輸入端單纖FA，寬度即截面長度I 一般為2.5mm，親合間距d —般為5um，故將值代入上式計算可得-.Min (Θ0.1° ;對于輸出端，現(xiàn)在最寬芯片大約為9_，其最小角度誤差#i/? ^ 0.03°。同時經(jīng)過訓練的人眼能夠分辨的最小角度大約為0.023°，由此可以看出如果采用人工肉眼判斷PLC芯片和FA間的平行度從理論上說就有一定難度。
[0007]因此，我們可以看出由于以下三個因素將會影響耦合時PLC芯片和FA間平行度的判斷:①人眼分辨率極限導(dǎo)致判斷面平行存在難度，觀測精度低；@PLC芯片和FA寬度不一致導(dǎo)致兩個邊緣不在同一個焦面上，觀測清晰度低PLC芯片或者FA表面崩邊和塌邊導(dǎo)致成像影陰，影響觀測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提供一種構(gòu)思新穎、調(diào)整便捷、觀測準確、方便實用的光分路器耦合對準面平行的調(diào)整方法。
[0009]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種光分路器耦合對準面平行的調(diào)整方法，包括如下步驟:
(51)將固定支架和六維自動調(diào)節(jié)架并排地安裝在校正平臺上，將PLC芯片安裝在固定支架上，將FA安裝在六維自動調(diào)節(jié)架上，使PLC芯片和FA的8度通光面呈正向相對位置；
(52)初步調(diào)整FA位置與PLC芯片大致持平，并且呈基本接觸狀態(tài)；所謂大致持平是指通過肉眼直接觀察到的FA和PLC芯片之間的位置沒有明顯錯位、二者端面沒有明顯偏離的情況；
(53)在豎方向上控制FA分別轉(zhuǎn)動土α角度，使FA和PLC芯片的兩端面碰撞，并使FA產(chǎn)生位移，獲得對應(yīng)正轉(zhuǎn)角度α的位移值dll和對應(yīng)反轉(zhuǎn)角度- α的位移值dl2 ；
(54)通過兩位移值dll和dl2的差值判斷FA和PLC芯片端面在豎方向上是否對齊，若否，則按差值正負調(diào)整相應(yīng)轉(zhuǎn)動方向和按差值數(shù)值調(diào)整相應(yīng)轉(zhuǎn)動角度，來使FA和PLC芯片端面在豎方向上對齊；
(55)在橫方向上控制FA分別轉(zhuǎn)動土β角度，使FA和PLC芯片的兩端面碰撞，并使FA產(chǎn)生位移，獲得對應(yīng)正轉(zhuǎn)角度β的位移值d21和對應(yīng)反轉(zhuǎn)角度-β的位移值d22 ；
(56)通過兩位移值d21和d22的差值判斷FA和PLC芯片端面在橫方向上是否對齊，若否，則按差值正負調(diào)整相應(yīng)轉(zhuǎn)動方向和按差值數(shù)值調(diào)整相應(yīng)轉(zhuǎn)動角度，來使FA和PLC芯片端面在橫方向上對齊；
(57)通過分別對橫豎兩方向上對位調(diào)整，使FA和PLC芯片的兩端面即兩8度通光面平行。
[0010]具體地，所述步驟(SI)中的六維自動調(diào)節(jié)架包括安裝在校正平臺上的底座，安裝在底座上的X軸向調(diào)節(jié)機構(gòu)，安裝在X軸向調(diào)節(jié)機構(gòu)上的Y軸向調(diào)節(jié)機構(gòu)，安裝在Y軸向調(diào)節(jié)機構(gòu)上的Z軸向調(diào)節(jié)機構(gòu)，安裝在Z軸向調(diào)節(jié)機構(gòu)上的橫方向轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)機構(gòu)，安裝在橫方向轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)機構(gòu)上的豎方向轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)機構(gòu)，安裝在豎方向轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)機構(gòu)上的低阻力滑軌，與低阻力滑軌連接的FA安裝臺，以及安裝在FA安裝臺上的位移傳感器。其中，X、Y、Z軸向調(diào)節(jié)機構(gòu)可以采用手動調(diào)節(jié)，也可以采用電動調(diào)節(jié)，橫、豎方向轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)機構(gòu)都采用步進電機驅(qū)動調(diào)節(jié)的方式，為了便于實現(xiàn)全自動化調(diào)節(jié)，還可設(shè)置控制器與步進電機相連。
[0011]所述步驟(S2)中PLC芯片和FA的基本接觸狀態(tài)為PLC芯片和FA的兩8度通光面相互靠近但不接觸、且通過其一轉(zhuǎn)動能使兩8度通光面相互碰撞到的狀態(tài)。從表觀操作上來講，則當PLC芯片和FA大致持平后，控制FA位置逐漸向PLC芯片位置靠近，肉眼之間觀察二者像是接觸到了，但又沒有觸動FA使位移傳感器有讀數(shù)。
[0012]為了提高檢測精度，所述調(diào)節(jié)FA轉(zhuǎn)動的角度α或/和β不大于3.6°，目的在于使FA前端的圓弧型的運動軌跡長度遠小于轉(zhuǎn)動的周長，從而能夠?qū)⒃搱A弧型的運動軌跡等效為直線位移，即可兩次碰撞產(chǎn)生的位移差值的一半，便于測量和計算，即可建立FA和PLC芯片的兩8度通光面之間的偏差Θ與兩次碰撞產(chǎn)生的位移差值的函數(shù)關(guān)系，如Θ =Z[(dxl-dx2)/2]，dxl和dx2中的x為橫、豎方向的表示代號。
[0013]為了方便調(diào)節(jié)，所述步驟(S4)和(S6)中，按差值數(shù)值調(diào)整相應(yīng)轉(zhuǎn)動角度時以預(yù)先制定的角度-位移曲線為標準。相當于是預(yù)先通過實測數(shù)據(jù)算出上述函數(shù)/W關(guān)系。
[0014]具體地，所述角度-位移曲線按如下步驟制定:
Ca)設(shè)定PLC芯片和FA的兩8度通光面完全平行且相互接觸；
(b)調(diào)整FA使之偏轉(zhuǎn)，并測錄FA每偏轉(zhuǎn)一特定細分度數(shù)ω時的位移值Λd ；
(c)根據(jù)所測錄的數(shù)據(jù)制定角度-位移曲線。
[0015]其中，所述特定細分度數(shù)ω大于FA的偏轉(zhuǎn)精度。由于所述六維自動調(diào)節(jié)架由步進電機驅(qū)動偏轉(zhuǎn)，因此該特定細分度數(shù)ω是大于步進電機的旋轉(zhuǎn)精度。
[0016]為了更好地實現(xiàn)步進電機驅(qū)動，所述步驟(b)中，同時測錄FA每偏轉(zhuǎn)一特定細分度數(shù)ω時驅(qū)動步進電機的偏轉(zhuǎn)電壓Λ V。
[0017]并且，所述步驟(c )中制定角度-位移-偏轉(zhuǎn)電壓曲線，并在步驟(S4 )和(S6 )中由差值數(shù)值計算出的位移值通過該曲線獲取對應(yīng)的偏轉(zhuǎn)電壓，控制步進電機對FA進行調(diào)節(jié)。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明采用固定PLC芯片，讓FA旋轉(zhuǎn)一個角度碰撞PLC芯片獲得一個位移值，再反向旋轉(zhuǎn)相同角度再次碰撞PLC芯片獲得另一個位移值，通過兩個位移值的差值來計算FA相對于PLC芯片的不平行度，最后根據(jù)計算結(jié)果控制步進電機旋轉(zhuǎn)FA從而使FA和PLC芯片的兩8度通光面實現(xiàn)平行，而且本發(fā)明可以完全采用自動控制的方式來實現(xiàn)相應(yīng)設(shè)備的調(diào)節(jié)，可有效地杜絕人為或FA本身質(zhì)量問題導(dǎo)致的無法準確調(diào)整面平行的問題，其構(gòu)思新穎，視角獨特，設(shè)計巧妙，操作簡單方便快捷，具有廣泛的應(yīng)用前景，適合推廣應(yīng)用。
【附圖說明】
[0019]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中檢測FA和PLC平行的示意圖。
[0020]圖2為FA和PLC及其8度通光面的示意圖。
[0021]圖3為FA和PLC的兩8度通光面在豎方向平行的示意圖。
[0022]圖4為FA和PLC的兩8度通光面在橫方向平行的示意圖。
[0023]圖5為FA和PLC的兩8度通光面錯位不平的示意圖。
[0024]圖6為FA和PLC的兩8度通光面豎方向不平的示意圖。
[0025]圖7為FA和PLC的兩8度通光面橫方向不平的示意圖。
[0026]圖8為FA和PLC的邊緣不一致情況的示意圖。
[0027]圖9為本發(fā)明中校正平臺上使用的相關(guān)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖10為本發(fā)明中校正平臺上使用的相關(guān)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明，本發(fā)明的實施方式包括但不限于下列實施例。
實施例
[0030]該光分路器耦合對準面平行的調(diào)整方法，包括如下步驟: (SI)將固定支架10和六維自動調(diào)節(jié)架并排地安裝在校正平臺上，將PLC芯片安裝在固定支架上，將FA安裝在六維自動調(diào)節(jié)架上，使PLC芯片和FA的8度通光面呈正向相對位置。
[0031]具體地，如圖9，所述六維自動調(diào)節(jié)架