[发明专利]一种用于光波导器件和光纤阵列自动对准的方法

权利要求书

1、一种用于光波导器件和光纤阵列自动对准的方法，包括粗对准、精对准、各个通道能量的均衡，其特征是精对准采用混合型自动对准算法，包括先用设置较大扫描范围和步长绘出X、Y方向的三维能量分布图，自动对准算法初步找到的K通道的能量相对最大值位置，然后设置较小扫描范围和较小步长，比较每一步能量变化，用主动反馈方式对准算法进一步找到的K通道的能量最大值位置，再设置较小扫描范围和较小步长，用三维能量绘图式对准算法找到的K通道的最后能量绝对最大值位置，然后用沿Z轴旋转法找到J通道的能量最大值。

2、根据权利要求1所述的光波导器件和光纤阵列自动对准的方法，其特征是精对准过程具体步骤包括：(1)首先设定一个适当的扫描范围60～200微米，计算机指挥微调架沿X，Y方向按步移动，步长设定为3～5微米，每移动一步，计算机就采集功率计上的功率值P，当扫描完成后，计算机就会将记录下的功率值沿X和Y方向绘出三维能量分布图，然后找出K通道能量相对最大值P_K的位置，并指挥微调架带动光纤阵列移动到该位置，再以此位置为中心重复上述过程，直到找出K通道能量相对最大值P_K的位置，(2)在(1)的基础上，设定扫描范围20～60微米，移动步长0.1～0.5微米，计算机控制光纤阵列沿Z轴移动到很靠近波导器件的位置，然后光纤阵列沿X和Y方向扫描，光纤阵列从起始点开始按步长移动，每移动一步，计算机就读取功率计上的波导器件第K通道的能量值，并比较该值P_now和上一步移动完成后的能量值P_last，如果P_now大于P_last，则光纤阵列继续按原来方向移动，否则运动方向顺时针旋转180度继续移动；同样继续采集并比较P_now和P_last的值，如果P_now大于P_last，则光纤阵列继续按原来方向移动，否则运动方向顺时针旋转90度继续移动，如果P_now大于P_last，则光纤阵列继续按原来方向移动，否则运动方向顺时针旋转180度继续移动，直到找到能量最大值，可能是能量的次最大峰值P_K的位置为止，这就是主动反馈方式对准算法，(3)在(2)的基础上，设定扫描范围5～10微米，移动步长0.1～0.5微米，计算机指挥微调架同时沿X，Y方向按步移动，每移动一步，计算机就采集功率计上的功率值P_K，当扫描完成后，计算机就会将记录下的功率值沿X和Y方向绘出三维能量分布图，然后找出K通道能量最大值的位置，并指挥微调架带动光纤阵列移动到该位置，再以此位置为中心重复上述过程，直到找出K通道能量绝对最大值P_K的位置，(4)完成(1)、(2)、(3)后，计算机控制微调架2开始沿Z轴转动，使波导器件的输出波导J和光纤阵列的输出光纤J对准，这样功率计上的第J个通道读数值为P_J，计算机通过采集功率计上的功率值P_J并将其做为反馈信息来指挥微调架2转动，直到找到P_J为最大值的位置，因为转动轴不一定在光纤阵列的中心，所以微调架2转动时，光纤阵列的第K通道可能会偏离最佳位置，使P_K值变小，因此微调架2转动时也需要同时沿X和Y方向移动，继续保持光纤阵列第K通道的最佳位置。

3、根据权利要求1或2所述的光波导器件和光纤阵列自动对准的方法，其特征是精对准过程当阵列光纤在设定范围内按设定步长沿X和Y方向进行扫描时，每当Y值增加ΔY时，阵列光纤就沿背离波导器件的方向沿Z轴移动ΔZ＝ΔY·ctgθ，其中θ为波导器件左、右端面的倾斜角，当Y值减小ΔY时，阵列光纤就沿靠近波导器件的方向沿Z轴移动ΔZ＝ΔY·ctgθ。

4、根据权利要求1所述的光波导器件和光纤阵列自动对准的方法，其特征是波导器件端面和光纤阵列端面平行的实现方法是计算机控制电荷耦合器件CCD1和CCD2移动到波导器件的输入端，通过计算机的显示器可观察到光纤阵列1和波导器件输入端的上表面和侧面，通过图象处理的办法判断光纤阵列1的端面和波导器件输入端的端面之间的夹角，与设定值比较，调节光纤阵列1，使其端面和波导器件的输入端面平行，对波导器件的输出端采用同样的方法。