【技术实现步骤摘要】
本技术涉及光纤耦合，尤其涉及一种光纤自动耦合装置及方法。
技术介绍
1、光纤自动耦合在量子精密测量仪器、空间冷原子光钟等前沿领域中具有重要的价值。利用光纤自动耦合技术可以实现光信号的高效率耦合和传输，从而提高系统的稳定性和精度。另外，实时光纤自动耦合技术在一定程度上可以替代激光功率锁定、激光功率补偿等技术手段的实际效果，还可以减少光学系统中的器件数量与体积、降低系统复杂程度，从而提高系统的可靠性和寿命。
2、当前，光纤及耦合器件价格昂贵，而制作相关器件的绝大部分成本在于封装工序，约占制作全程总成本的70％～90％。光纤的耦合对接生产过程中，光纤与光纤的耦合对光80％以上靠传统的劳动密集型手工或半自动完成，存在低良率、低效率、高成本的突出问题。随着光纤对准耦合的自动化发展，各种自动化结构应运而生，目前光纤自动耦合的设备通常是通过将人工手动对准耦合改进为电机驱动对准，通过步进电机驱动，或者是通过图像处理经过反馈系统实现修正，但是修正的时间间隔较长，无法实现实时的修正，而且自动化程度与精度都不是很高。
3、随着光纤对准耦合的自动化发展，各种自动耦合结构应运而生，目前光纤自动耦合的设备通常是通过将人工手动对准耦合改进为电机驱动对准，通过步进电机驱动，或者是通过图像处理经过反馈系统实现修正，但是修正的时间间隔较长，无法实现实时的修正，而且自动化程度与精度都不是很高。
4、所以，如果能够做到光纤自动耦合并且可以实时修正将会大大提高耦合效率与精度。在许多对光纤自动耦合要求高的领域，例如：高精度量子重力仪在地
5、现有技术中，公开号为cn 109738996 a的中国技术专利申请公开了一种自动光纤耦合装置，该装置通过电脑对电机的控制，由电机带动光楔进行旋转，通过对光楔的光束方位角和空间位置进行调节实现光纤耦合的最佳效率。然而当温度变化或环境振动等因素导致系统中光路零件发生形变时，入射光角度会发生偏移，将会导致光纤耦合效率下降。因此传统的光纤自动耦合装置实际工作中会遇到没有办法实时监测并微调达到耦合效率最佳效果，实际上仅是一种电动替代手动的光纤耦合装置和方法，并不能实现完全自动耦合。
6、公开号为cn 114488434 a的中国技术专利申请，公开一种光纤自动耦合装置和方法。该方案是一种构成反馈环路的调整方法，可以实现光纤自动耦合。然而这种反馈是通过图像识别模块计算光纤端面的空间坐标信息，并传输到反馈控制模块，反馈控制模块发出控制命令实现耦合，实现耦合后设置检查时间间隔为一小时，每经过一次检查时间间隔，反馈控制模块自动运行，实现最佳耦合效率。这个反馈系统的耦合精度与效率并不是特别高，图像处理的时间和精度没有办法保证，设置的检查时间是一个时间间隔，并不能实现实时修正，而且系统的制造成本与研发成本也较高。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本技术提供一种光纤自动耦合装置，以达到光纤自动耦合并且可以实时修正的目的。
2、一种光纤自动耦合装置，包括激光器以及沿激光光束射出方向依次设置的光纤准直器、可调光楔组、光纤耦合器和光功率检测模块；
3、所述可调光楔组包括沿光束射入方向至射出方向依次设置的第一楔块和第二楔块，第一楔块和第二楔块的中心区域用于通光；第一楔块和第二楔块分别由第一步进电机和第二步进电机带动移动，所述第一步进电机、第二步进电机由控制处理器经过电机驱动器控制动作；
4、光功率检测模块通过单模光纤与光纤耦合器连接，用于监测耦合进单模光纤的光功率，并将监测到的光信号转化为电信号，光功率检测模块与控制处理器连接；
5、控制处理器用于基于光功率检测模块实时采集到的实际值与目标光功率对应的阈值电压值之间的差值控制第一步进电机和/或第二步进电机动作。
6、作为优选，控制处理器包括模数转换模块，模数转换模块对来自光功率检测模块的电信号进行模数转换处理。
7、作为优选，还包括上位机，上位机与控制处理器通信，用于对比光功率检测模块实时采集到的实际值与目标光功率对应的阈值电压值之间的差值。
8、作为优选，第一步进电机与第一楔块之间，以及第二步进电机与第二楔块之间分别通过蜗轮蜗杆传动连接。
9、作为优选，与第一楔块固定的蜗轮上设有第一楔块安装孔，第一楔块通过压环固定在所述第一楔块安装孔中；与第二楔块固定的蜗轮上设有第二楔块安装孔，第二楔块通过压环固定在所述第二楔块安装孔中。
10、作为优选，光纤耦合器的接收端设有光电二极管放大电路，可调光楔组的输出端经过所述光电二极管放大电路与光纤耦合器的输入端连接。
11、本技术由于采用上述方案，具有以下有益效果：
12、稳定性好：使用控制器来实时监测光功率并调整光纤耦合，保证光功率稳定，并且控制电压量反馈给电机驱动，使得控制结果更加精确；
13、自动化程度高：通过实时监测光功率反馈给控制处理器进行控制，实现了自动化控制；
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1.一种光纤自动耦合装置，其特征在于，包括激光器以及沿激光光束射出方向依次设置的光纤准直器、可调光楔组、光纤耦合器和光功率检测模块；
2.根据权利要求1所述的一种光纤自动耦合装置，其特征在于，控制处理器包括模数转换模块，模数转换模块对来自光功率检测模块的电信号进行模数转换处理。
3.根据权利要求1所述的一种光纤自动耦合装置，其特征在于，还包括上位机，上位机与控制处理器通信，用于对比光功率检测模块实时采集到的实际值与目标光功率对应的阈值电压值之间的差值。
4.根据权利要求1所述的一种光纤自动耦合装置，其特征在于，第一步进电机与第一楔块之间，以及第二步进电机与第二楔块之间分别通过蜗轮蜗杆传动连接。
5.根据权利要求4所述的一种光纤自动耦合装置，其特征在于，与第一楔块固定的蜗轮上设有第一楔块安装孔，第一楔块通过压环固定在所述第一楔块安装孔中；与第二楔块固定的蜗轮上设有第二楔块安装孔，第二楔块通过压环固定在所述第二楔块安装孔中。
6.根据权利要求1所述的一种光纤自动耦合装置，其特征在于，光纤耦合器的接收端设有光电二极管放大电路，
...【技术特征摘要】
1.一种光纤自动耦合装置，其特征在于，包括激光器以及沿激光光束射出方向依次设置的光纤准直器、可调光楔组、光纤耦合器和光功率检测模块；
2.根据权利要求1所述的一种光纤自动耦合装置，其特征在于，控制处理器包括模数转换模块，模数转换模块对来自光功率检测模块的电信号进行模数转换处理。
3.根据权利要求1所述的一种光纤自动耦合装置，其特征在于，还包括上位机，上位机与控制处理器通信，用于对比光功率检测模块实时采集到的实际值与目标光功率对应的阈值电压值之间的差值。
4.根据权利要求1所述的一种光纤自动耦...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱欣欣，杨宝萍，郭彬，秦健，周俊杰，郭晓春，刘嘉濠，
申请(专利权)人：杭州微伽量子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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