本发明涉及在线光无源器件的生产制造领域，具体是一种光纤准直器的耦合找光方法。

背景技术：

光纤准直器是在线光无源器件的基本元件，其主要作用是将经由光纤输出的光转换成发散角很小的近似平行光束，以增加光路径轴向间距的容差。两个光纤准直器的光路径中可以插入多个其它通光元件，以实现较复杂的光学功能和多变的封装形式。在光无源器件的生产制造过程中，光纤准直器的光路耦合涉及角度、位置等空间参数的调节。

目前传统的光纤准直器的找光方法是基于人工或机器调节：随机调节准直器的俯仰、水平角度，竖直、水平位置，直至光探测器感应到足够强功率的光。当光路径变长，比如超过5mm时，找光由易变难。当光路径超过10mm时，找光变得难以操作，效率低下。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种简捷、高效的找光手段，从而可以大幅度的缩短光纤准直器的生产制造时间。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的：

一种光纤准直器的耦合找光方法，包括一块或多块感光屏，

还包括

步骤1、将光纤准直器接入光源并使光纤准直器射出光路，

步骤2、在光路上设置感光屏，光路穿过感光屏时，在感光屏上形成光斑；

步骤3、调节光纤准直器，使光斑重叠或齐平，进而实现找光的目的。

所述的光纤准直器的耦合找光方法，

当本方法应用于两个光纤准直器相对调试或光纤准直器与反射镜调试时，插入感光屏后，通过调节光纤准直器使投射在感光屏上的光斑重叠，则找光步骤完成；当本方法应用于双纤准直器与反射镜调试时，通过调节双纤准直器使投射在感光屏上的光斑保持在同一水平线上，则找光步骤完成。

本方法通过插入感光屏使光路被肉眼可见的方式，为长光学路径的耦合找光提供了简捷、高效的手段，从而可以大幅度的缩短产品生产制造的时间。

附图说明

图1是实施例一耦合找光的空间示意图。

图2是实施例一使用感光屏观察光斑的空间示意图。

图3是场合一感光屏11上光斑的位置变化图。

图4是场合一感光屏22上光斑的位置变化图。

图5是实施例二耦合找光示意图。

图6是实施例二使用感光屏观察光斑的空间示意图。

图7是场合二感光屏33上光斑的位置变化图。

图8是实施例三耦合找光示意图。

图9是实施例三使用感光屏44观察光斑的空间示意图。

图10是实施例三使用感光屏55观察光斑的空间示意图。

图11是实施例三使用感光屏44观察光斑，确定准直器旋转角度的xy平面示意图。

图12是实施例三感光屏55上光斑的位置变化图。

具体实施方式

以下通过具体实施例进一步说明本发明。

一种光纤准直器的耦合找光方法，包括一块或多块感光屏，

还包括

步骤1、将光纤准直器接入光源并使光纤准直器射出光路，

步骤2、在光路上设置感光屏，光路穿过感光屏时，在感光屏上形成光斑；

步骤3、调节光纤准直器，使光斑重叠或齐平，进而实现找光的目的。

实施例一、

光纤准直器1连接主光源，光纤准直器2连接光探测器。两个准直器进行对光调试，使得主光源的光通过两个准直器耦合入光探测器，如图1所示。

耦合找光的具体实施如下：

1、将光纤准直器2连接试探光源。将感光屏11、12插入光路径中，感光屏的作用是：光束穿过时留下肉眼可见的光斑。感光屏11、22应尽可能分别贴近光纤准直器1和光纤准直器2，如图2所示。图中所示准直器与感光屏之间的距离明显夸大。

2、光纤准直器1发出一束来自主光源的光束10，沿z轴正向传播。光束10先后穿过感光屏11、22，分别留下光斑101、102，如图2所示。光纤准直器2发出一束来自试探光源的光束20，沿z轴正向传播。光束20先后穿过感光屏22、11，分别留下光斑202、201，如图2所示。

3、沿着z轴正向看，感光屏11上留下两个光斑101、201。一般情况下，这两个光斑相对位置随机分布，同时兼有x、y两个方向的差异，如图3所示。同样地，感光屏22上留下两个光斑202、102。一般情况下，这两个光斑相对位置随机分布，同时兼有x、y两个方向的差异，如图4所示。

4、此时先调节准直器2俯仰角度，使得感光屏11上的光斑201位置发生上下移动，最终使得光斑101和光斑201处于同一水平高度，即消除x方向的差异，同时保留y方向的差异，如图3所示。

5、然后调节准直器1俯仰角度，使得感光屏22上的光斑102位置发生上下移动，最终使得光斑202和光斑102处于同一水平高度，即消除x方向的差异，同时保留y方向的差异，如图4所示。

6、此时可以观察到感光屏11上的两个光斑101、201不再处于同一水平高度，即x方向又出现差异，但该差异明显小于初始状态时的差异。此时x方向的差异程度跟感光屏相对于光纤准直器的距离有关，若该距离很小，则x方向的差异很小。重复第4、5步可以渐次消除感光屏11、感光屏22上两组光斑101、201和202、102之相对高度差，直到这两组光斑均互相处于同一水平高度，即x方向无差异，但保留y方向差异。如图3、4所示。

7、接着同时调节准直器1和准直器2的水平角度，使得感光屏11、感光屏22上两组光斑101、201和202、102互相重合，消除y方向的差异，如图3、4所示。

8、将感光屏11、22从光路径中移开。将光纤准直器1连接主光源，光纤准直器2连接光探测器，如图1所示。此时光探测器会接收到一定功率的光。此时的光功率大小取决于两点：①两组光斑101、201和202、102互相重合的程度。光斑重合程度与光斑大小、光斑间相对位置差有关，光斑越大，位置差越小，则重合程度越高。②光纤准直器1和光纤准直器2的相对距离。总的来说，光斑重合程度越高，准直器间相对距离越长，则光功率越大。比如，当准直器相对距离为20mm时，同时光斑重合误差为0.1mm时，光探测器测得的光路损耗约为-14dB，若光斑重合误差为0.2mm时，光探测器测得的光路损耗约为-58dB；而将准直器相对距离拉远至30mm时，同样的光斑重合误差下，光路损耗分别为-6.5dB和-26dB。

9、最后微调准直器1、2的俯仰、水平角度，即可得到最大的耦合光功率。

10、由于x、y是与光束传播垂直的两个方向，由于空间旋转对称性，x、y方向等价。所以第4~7步所提及的“x”、“y”可做交换：x→y，同时可做交换的有：上下移动→左右移动，俯仰角度→水平角度，水平高度→竖直位置等。

实施例二、、

光纤准直器3连接一个光环行器。光环行器的功能是使光定向传输：光从端口i输入，从端口ii输出；光从端口ii输入，从端口iii输出。光源连接环行器端口i，光纤准直器3连接环行器端口ii，光探测器连接环行器端口iii。光纤准直器3可同时发光和收光，故可对反射镜66进行对光调试，如图5所示。此场合适用于单纤双向应用。

耦合找光的具体实施如下：

1、将感光屏33插入光路径中，感光屏的作用是：光束穿过时留下肉眼可见的光斑。感光屏33应尽可能分别贴近光纤准直器3，如图6所示。图中所示准直器与感光屏之间的距离明显夸大。

2、光纤准直器3发出一束来自光源的光束30，沿z轴正向传播。光束30穿过感光屏33，留下光斑301。光束30经由反射镜66反射后变成光束31，穿过感光屏33，留下反射光斑313，如图6所示。

3、沿着z轴正向看，感光屏33上留下两个光斑301、313。一般情况下，这两个光斑相对位置随机分布，同时兼有x、y两个方向的差异，如图7所示。

4、此时先调节准直器3俯仰角度，使得纸屏33上的反射光斑313位置发生上下移动，最终使得光斑303和光斑313处于同一水平高度，即消除x方向的差异，同时保留y方向的差异，如图7所示。

5、接着调节准直器3的水平角度，使得纸屏33上两个光斑301、313互相重合，消除y方向的差异，如图7所示。

6、将感光屏33从光路径中移开。此时光探测器会接收到一定功率的光。此时的光功率大小取决于两点：①两个光斑301和313互相重合的程度。光斑重合程度与光斑大小、光斑间相对位置差有关，光斑越大，位置差越小，则重合程度越高。②光纤准直器3和反射镜66的相对距离。总的来说，光斑重合程度越高，准直器-反射镜间相对距离越长，则光功率越大。比如，当准直器-反射镜相对距离为10mm时，同时光斑重合误差为0.1mm时，光探测器测得的光路损耗约为-14dB，若光斑重合误差为0.2mm时，光探测器测得的光路损耗约为-58dB；而将准直器-反射镜相对距离拉远至15mm时，同样的光斑重合误差下，光路损耗分别为-6.5dB和-26dB。

7、最后微调准直器3的俯仰、水平角度，即可得到最大的耦合光功率。

8、由于x、y是与光束传播垂直的两个方向，由于空间旋转对称性，x、y方向等价。所以第4~5步所提及的“x”、“y”可做交换：x→y，同时可做交换的有：上下移动→左右移动，俯仰角度→水平角度，水平高度→竖直位置等。

实施例三、

双光纤准直器4端口i连接主光源，端口ii连接光探测器，双光纤准直器4对着反射镜进行对光调试，使得主光源的光耦合入光探测器，如图8所示。

双光纤准直器的特征是，当两个光纤端口分别连接光源时，由于透镜的会聚作用，两束出射光先在透镜焦点处会聚，然后再交错发散开，如图9所示。由于光路可逆性，当光束从端口i输入，经过反射镜反射后从端口ii输出时，反射镜必须位于透镜焦点位置处，如图8所示。一般情况下，透镜焦距约2~7mm，即反射镜最终应落在距双光纤准直器透镜2~7mm处。

耦合找光的具体实施如下：

1、将双光纤准直器的端口i连接主光源，端口ii连接试探光源。将感光屏44尽可能地远离双光纤准直器4，如图9所示。

2、光纤准直器4的两个端口i和ii分别发出来自主光源和试探光源的光束40和41，沿z轴正向传播。两光束穿过感光屏44，分别留下光斑404、414，如图9所示。

3、沿着z轴正向看，感光屏44上留下两个光斑404、414。一般情况下，这两个光斑相对位置随机分布，同时兼有x、y两个方向的差异，如图11所示。

4、此时调节双光纤准直器4的旋转(rotation)角度，如图11所示，使得感光屏44上的光斑相对位置发生上下移动，最终使得光斑404和光斑414处于同一水平高度，即消除x方向的差异，同时保留y方向的差异，如图11所示。

5、将感光屏44从光路径中移开。将双光纤准直器的端口i连接主光源，端口ii连接光探测器。

6、反射镜77先尽可能地远离双光纤准直器4，将感光屏55插入光路径中。感光屏55应尽可能靠近双光纤准直器4，如图10所示。来自主光源的光束40穿过感光屏55，留下光斑405。由于反射镜远离准直器，光束40经由反射镜77反射后的反射光束42，其穿过感光屏55留下的光斑425相对光斑405分隔开了一定距离，这个距离使得观测光斑405和光斑425的相对位置差成为可能，如图10、10所示。

7、沿着z轴正向看，感光屏55上留下两个分开一定距离的光斑405、425。一般情况下，这两个光斑相对位置随机分布，同时兼有x、y两个方向的差异，如图12所示。此时应调节双光纤准直器4的俯仰角度，使得感光屏55上的光斑425位置发生上下移动，最终使得光斑405和光斑425处于同一水平高度，即消除x方向的差异，同时保留y方向的差异，如图12所示。

8、将感光屏55从光路径中移开，将反射镜77移动到透镜焦点位置处，如图8所示。调节双光纤准直器4的水平角度，在调节过程中，光探测器会接收到一定功率的光。此时的光功率大小取决于两点：①第4步两个光斑404和414相对高度差。 ②第7步两个光斑405、425相对高度差。总的来说，光斑高度差越小，则光功率越大。

9、最后微调双光纤准直器4的俯仰、水平角度，即可得到最大的耦合光功率。

10、由于x、y是与光束传播垂直的两个方向，由于空间旋转对称性，x、y方向等价。所以第4~8步所提及的“x”、“y”可做交换：x→y，同时可做交换的有：上下移动→左右移动，俯仰角度→水平角度，水平高度→竖直位置等。

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