[發(fā)明專利]一種無源耦合系統(tǒng)及耦合方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211376124.0
• 申請(qǐng)日: 2022-11-04
• 公開（公告）號(hào): CN115712201A
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢會(huì)明;秦玉紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無錫鑫巨宏智能科技有限公司
• 主分類號(hào): G02B27/00
• 分類號(hào): G02B27/00;G02B7/00;G02B7/02
• 代理公司: 南京常青藤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32286
• 代理人: 徐婧

1.一種無源耦合系統(tǒng)，其特征在于，包括：

耦合透鏡夾持模塊，用于固定耦合透鏡、調(diào)整耦合透鏡的位置及傾角；

激光光源夾持模塊，與所述耦合透鏡相對(duì)設(shè)置，用于固定激光光源、調(diào)整激光光源的位置及傾角；

耦合對(duì)準(zhǔn)成像模塊，用于對(duì)所述耦合透鏡和激光光源發(fā)光面顯微成像，并確定所述耦合透鏡和激光光源的空間位置；

所述耦合對(duì)準(zhǔn)成像模塊包括分色棱鏡和顯微成像組件：

進(jìn)行耦合工作狀態(tài)時(shí)，所述分色棱鏡位于所述耦合透鏡與所述激光光源之間，所述分色棱鏡可將至少兩種波長(zhǎng)的光分別反射至耦合透鏡和激光光源、并經(jīng)過耦合透鏡和激光光源發(fā)光面的漫反射，將耦合透鏡和激光光源的發(fā)光面由顯微成像組件成像至探測(cè)器上，通過微調(diào)耦合透鏡與激光光源，使耦合透鏡與激光光源在探測(cè)器上的成像位置重合。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無源耦合系統(tǒng)，其特征在于，所述分色棱鏡包括呈交叉狀分布的第一棱鏡片和第二棱鏡片，其中，第一棱鏡片鍍有可將λ1波長(zhǎng)的光線朝耦合透鏡反射的分色薄膜一，第二棱鏡片鍍有可將λ3波長(zhǎng)的光線朝激光光源反射的分色薄膜二。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無源耦合系統(tǒng)，其特征在于：

所述顯微成像組件包括安裝于XZ軸滑臺(tái)上的工作臺(tái)，所述工作臺(tái)上安裝照明光源、濾光片、分光棱鏡、顯微物鏡、分色棱鏡、顯微筒鏡和探測(cè)器；

所述濾光片可切換通過波長(zhǎng)λ1和/或λ3的照明光；

所述分光棱鏡與所述分色棱鏡之間安裝顯微物鏡；

所述分光棱鏡可將照明光反射至所述顯微物鏡，由所述顯微物鏡出射至所述第一棱鏡片或者第二棱鏡片上；所述分光棱鏡還可透過來自所述顯微物鏡的平行光。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無源耦合系統(tǒng)，其特征在于：所述分色棱鏡、所述顯微物鏡、所述分光棱鏡、所述顯微筒鏡與所述探測(cè)器位于同一Z向直線上；所述照明光源、所述濾光片與所述分光棱鏡位于同一X向直線上。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無源耦合系統(tǒng)，其特征在于：所述濾光片與所述分光棱鏡之間還安裝照明透鏡組，將照明光束調(diào)整為平行光送至所述分光棱鏡上。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無源耦合系統(tǒng)，其特征在于：

所述濾光片可切換通過波長(zhǎng)λ2的照明光通道；

所述分光棱鏡可反射波長(zhǎng)λ2的照明光至所述顯微物鏡上；

所述第一棱鏡片和第二棱鏡片均鍍有可透射λ2波長(zhǎng)的光線的分色薄膜三；

對(duì)耦合后的光模塊在線復(fù)測(cè)時(shí)，所述濾光片切換為通過波長(zhǎng)λ2的光通道，移動(dòng)所述激光光源夾持模塊，使λ2波長(zhǎng)的光線經(jīng)過分色棱鏡后發(fā)射至激光光源的發(fā)光面，通過探測(cè)器觀察所述發(fā)光面經(jīng)過耦合透鏡后的成像位置相對(duì)于光纖端耦合透鏡的偏心情況。

7.一種無源耦合方法，其特征在于：由權(quán)利要求3-6中任一項(xiàng)所述的無源耦合系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，包括以下步驟：

將耦合透鏡和激光光源分別固定于耦合透鏡夾持模塊和激光光源夾持模塊上；

移動(dòng)工作臺(tái)，使分色棱鏡的中心、耦合透鏡的中心、激光光源的中心基本重合，打開照明光源，濾光片切換為通過照明光波長(zhǎng)λ1+λ3的通道；

分別調(diào)整耦合透鏡夾持模塊和激光光源夾持模塊，使耦合透鏡和激光光源可同時(shí)清晰地成像于探測(cè)器上，并且至少兩個(gè)透鏡本體可成像于視場(chǎng)內(nèi)、至少兩個(gè)激光光源本體可成像于視場(chǎng)內(nèi)；

通過觀察探測(cè)器上耦合透鏡在YZ平面內(nèi)的成像清晰度來調(diào)整耦合透鏡的俯仰角和傾斜角；通過觀察探測(cè)器上激光光源在YZ平面內(nèi)的成像清晰度來調(diào)整激光光源的俯仰角和傾斜角；

通過外徑擬合方式分別計(jì)算出每個(gè)透鏡本體成像的中心在探測(cè)器上的像素點(diǎn)一的坐標(biāo)位置；計(jì)算出每個(gè)激光光源本體成像的中心在探測(cè)器上的像素點(diǎn)二的坐標(biāo)位置；

激光光源夾持模塊調(diào)整激光光源的位置以及繞X軸的旋轉(zhuǎn)角度，使至少兩個(gè)像素點(diǎn)二的坐標(biāo)位置與至少兩個(gè)對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)一的坐標(biāo)位置重合；計(jì)算耦合透鏡和激光光源的耦合位置誤差是否在允許范圍內(nèi)。