[發(fā)明專利]一種基于圖像識別技術(shù)自動完成光纖纖芯中軸線尋跡的方法

有效

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• 申請日: 2020-02-27
• 公開（公告）號: CN111190250B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 施進(jìn)丹;馮憲
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇師范大學(xué)
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 羅運(yùn)紅

本發(fā)明公開了一種基于圖像識別技術(shù)自動完成光纖纖芯中軸線尋跡的方法，具體包括如下步驟：S1：對飛秒激光直寫光纖光柵制備裝置中的可見光成像光路進(jìn)行準(zhǔn)直；S2：通過飛秒激光直寫光纖光柵制備裝置中的計(jì)算機(jī)，打開CCD相機(jī)配套的成像軟件，開啟飛秒激光直寫光纖光柵制備裝置的實(shí)時捕捉影像模式；S3：通過飛秒激光直寫光纖光柵制備裝置，得到聚焦在光纖中軸線上的成像圖片和成像圖片對應(yīng)的特征曲線；S4：根據(jù)成像圖片和特征曲線，獲取光纖中心軸線軌跡坐標(biāo)，得到光纖上待刻光纖光柵長度的中心軸線軌跡。本發(fā)明根據(jù)光纖軌跡的非線性特性，采用非線性尋跡準(zhǔn)直法，提高了光纖光柵制備的效率和可重復(fù)性，同時也降低了投入成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光纖布拉格光柵尋跡技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于圖像識別技術(shù)自動完成光纖纖芯中軸線尋跡的方法。

背景技術(shù)

目前，光柵軌跡的準(zhǔn)直通常采用定點(diǎn)且拉動光纖法和兩點(diǎn)法。前者是將光纖固定在精密加工的D-型玻璃套管中，其中，D-型玻璃套管位置固定，將入射激光束準(zhǔn)直到D-型玻璃內(nèi)的纖芯中，通過拉動光纖，在纖芯中形成光柵結(jié)構(gòu)。該方法已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了50毫米長的光纖光柵。然而，入射光束需從D-型拋光面的法線入射，并且所用D-型玻璃套管的內(nèi)徑必須要與光纖外徑完全匹配，不同外徑的光纖需要采用不同內(nèi)徑的D-型玻璃套管等因素，從而導(dǎo)致該方法的靈活性較差且成本較高。后者，兩點(diǎn)法是線性準(zhǔn)直光纖法，將光纖的兩端固定在三維位移平臺上，通過準(zhǔn)直光柵的起點(diǎn)和終點(diǎn)，得到線性光柵軌跡。然而，由于光纖存在一定的重力，且在軸向存在一定的應(yīng)力、扭曲和尺寸不均勻性等因素，同時位移平臺的平整度和移動直線度是有限的等原因，所以兩點(diǎn)固定法得到光纖的實(shí)際軌跡是非線性的，通過上述的兩點(diǎn)(起點(diǎn)和終點(diǎn))準(zhǔn)直法必然與光纖實(shí)際軌跡發(fā)生偏離，導(dǎo)致光柵耦合效率低，甚至無法制備出光纖光柵，重復(fù)性差等劣勢。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對現(xiàn)有光柵軌跡的準(zhǔn)直存在靈活性差、成本高和重復(fù)性差的問題，本發(fā)明提出一種基于圖像識別技術(shù)自動完成光纖纖芯中軸線尋跡的方法。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種基于圖像識別技術(shù)自動完成光纖纖芯中軸線尋跡的方法，所述方法具體包括如下步驟：

S1：對飛秒激光直寫光纖光柵制備裝置中的可見光成像光路進(jìn)行準(zhǔn)直；

S2：通過所述飛秒激光直寫光纖光柵制備裝置中的計(jì)算機(jī)，打開CCD相機(jī)配套的成像軟件，開啟所述飛秒激光直寫光纖光柵制備裝置的實(shí)時捕捉影像模式；

S3：通過所述飛秒激光直寫光纖光柵制備裝置，得到聚焦在光纖中軸線上的成像圖片和成像圖片對應(yīng)的特征曲線；

S4：根據(jù)所述成像圖片和特征曲線，獲取光纖中心軸線軌跡坐標(biāo)，得到光纖上待刻光纖光柵長度的中心軸線軌跡。

進(jìn)一步地講，在所述步驟S1中，所述準(zhǔn)直后的可見光成像光路，具體為：

可見光光束經(jīng)過所述飛秒激光直寫光纖光柵制備裝置中的聚焦透鏡后，進(jìn)入二向色鏡中，通過所述二向色鏡的高透，垂直入射所述CCD相機(jī)的成像芯片中心。

進(jìn)一步地講，在所述步驟S3中，得到聚焦在光纖中軸線上的成像圖片和成像圖片對應(yīng)的特征曲線，具體如下：

S3.1：調(diào)整所述飛秒激光直寫光纖光柵制備裝置中三維位移平臺的X軸、Y軸和Z軸位置，在所述成像軟件中得到光纖的成像圖片；

S3.2：根據(jù)所述光纖的成像圖片，在所述光纖的成像圖片上做一條橫穿光纖且垂直光纖軸向的參考線，同時通過圖像處理軟件，獲得沿參考線的強(qiáng)度分布曲線；

S3.3：調(diào)節(jié)所述三維位移平臺的Y軸位置，完成所述光纖在三維位移平臺中XY平面內(nèi)Y軸中心位置的準(zhǔn)直，得到所述光纖在XY平面內(nèi)Y軸的中心位置坐標(biāo)；