[发明专利]一种细径保偏光纤与微芯片定轴耦合系统及方法

权利要求书

1.一种细径保偏光纤与微芯片定轴耦合系统，其特征在于，包括光学平台(11)、三维调节台Ⅰ(6)、滑块(8)、导轨(9)、固定基座(12)、精密三维对接耦合台(13)、控制处理系统(19)、显微镜Ⅲ(20)、定轴装置(21)、二维微调平台(22)、光电转换器(23)，其中，导轨(9)固定在光学平台(11)上，滑块(8)设置在导轨(9)内，三维调节台Ⅰ(6)和滑块(8)固定在一起，同时三维调节台Ⅰ(6)和固定基座(12)也固定在一起，固定基座(12)靠近三维调节台Ⅰ(6)的部分固定有光电转换器(23)，在远离三维调节台Ⅰ(6)的一端固定有二维微调平台(22)，精密三维对接耦合台(13)固定在光学平台的右下方，用于对保偏光纤端面进行成像的显微镜Ⅲ(20)固定在光学平台(11)上，并与控制处理系统(19)连接，所述控制处理系统(19)与控制定轴装置(21)连接，以使得保偏光纤转动到指定角度。

2.根据权利要求1所述的细径保偏光纤与微芯片定轴耦合系统，其特征在于，所述定轴装置(21)包括步进电机(24)、变速器(28)、联轴器(29)、光纤夹头底座(25)、光纤夹头(26)和压块(27)，所述步进电机(24)和变速器(28)连接在一起，光纤夹头(26)固定在光纤夹头底座(25)中并且能够自由旋转，所述光纤夹头底座(25)和光纤夹头(26)整体放置在二维微调平台(22)上，变速器(28)和光纤夹头(26)通过联轴器(29)连接在一起。

3.根据权利要求2所述的细径保偏光纤与微芯片定轴耦合系统，其特征在于，光纤夹头(26)的头部带有细缝，且光纤夹头(26)中部装有小磁铁(30)，用以吸附压块，保证压紧力。

4.根据权利要求2所述的细径保偏光纤与微芯片定轴耦合系统，其特征在于，所述显微镜Ⅲ(20)镜头中心线高度和光纤夹头(26)的中心线高度相同，且工作在暗场模式。

5.根据权利要求2所述的细径保偏光纤与微芯片定轴耦合系统，其特征在于，所述光学平台(11)上通过支杆(18)固定有显微镜Ⅱ(17)，使得显微镜Ⅱ(17)位于精密三维对接耦合台(13)的正上方。

6.根据权利要求2所述的细径保偏光纤与微芯片定轴耦合系统，其特征在于，光学平台上固定有三维调节台Ⅱ(14)，三维调节台Ⅱ(14)上固定有显微镜Ⅰ(15)，通过调节三维调节台Ⅱ(14)的三个方向位移，实现显微镜Ⅰ(15)对光纤端面和微芯片端面位置的检测。

7.根据权利要求2所述的细径保偏光纤与微芯片定轴耦合系统，其特征在于，包括两个相互垂直的调节杆Ⅰ(32)和调节杆Ⅱ(33)，二者由万向节(31)连接在一起，其中，调节杆Ⅰ(32)和光学平台(11)固定在一起，调节杆Ⅱ(33)的一端设置有支撑座(34)。

8.根据权利要求2所述的细径保偏光纤与微芯片定轴耦合系统，其特征在于，光学平台上固定有支架(16)，处于在精密三维对接耦合台(13)的旁边。

9.根据权利要求2所述的细径保偏光纤与微芯片定轴耦合系统，其特征在于，导轨(9)两端安装有限位块Ⅰ(7)和限位块Ⅱ(10)，保证固定在导轨(9)上的滑块(8)每次滑动的位置恒定。

10.一种应用于权利要求2所述的细径保偏光纤与微芯片定轴耦合系统的细径保偏光纤与微芯片定轴耦合方法，其特征在于，对细径保偏光纤对接端进行切割处理后，将细径保偏光纤待耦合端放置在光纤夹头(26)的细缝中，用压块(27)压紧光纤后，将光纤夹头底座(25)放置在二维微调平台(22)上，并通过联轴器(29)将光纤夹头(26)和变速器(28)相连接，将其另一端耦合至光源(5)上；通过改变光源(5)的输出波长，使得细径保偏光纤与芯片耦合端面不同区域发亮；通过显微镜Ⅲ(20)对保偏光纤端面进行成像，显微镜Ⅲ(20)将所成像传输至控制处理系统(19)；控制处理系统(19)通过图像处理获得保偏光纤光轴的角度信息，通过控制定轴装置(21)使得保偏光纤转动到指定角度；完成光纤定轴控制后，通过整体移动导轨(9)上的滑块(8)，使得定轴装置(21)移动至精密三维对接耦合台(13)处；将细径保偏光纤连接至光源(5)的一端重新拨出后，连接至光电转换器(23)上，调节精密三维对接耦合台(13)的三个轴向位移，通过检测光电转换器(23)的检测信号，实现细径保偏光纤和芯片的对接。