[发明专利]一种无位置探测器光轴稳定的空间光与光纤光耦合装置及方法

权利要求书

1.一种无位置探测器光轴稳定的空间光与光纤光耦合方法，所述方法应用于权利要求10所述的装置，其特征在于，至少包括以下步骤：

步骤S001：获取耦合模型参数；

步骤S002：光纤耦合器在放大的正交正弦信号作用下做章动，二维快速扫描振镜恒压下，在x和y方向偏转到两个预设位置，分别采集各个位置的输出耦合光功率，根据光功率获得章动圆周上的x轴和y轴轨迹；

步骤S003：光纤耦合器在放大的正交正弦信号作用下做章动，每隔预设章动周期，采集一个光功率信号，根据采集的光功率信号及其对应的坐标值获取位置误差信号；

步骤S004：根据位置误差信号调节光路，获得稳定的光轴。

2.根据权利要求1所述一种无位置探测器光轴稳定的空间光与光纤光耦合方法，其特征在于，所述步骤S001包括以下步骤：

S001a：二维快速扫描振镜保持y方向不动，x方向做三角波扫描，采集光纤耦合器的光功率信号；二维快速扫描振镜保持x方向不动，y方向做三角波扫描，采集光纤耦合器的光功率信号；

S001b：根据S001a中两次采集的光功率信号以及每个信号点对应的二维快速扫描振镜的位置信号，求解耦合模型参数。

3.根据权利要求2所述一种无位置探测器光轴稳定的空间光与光纤光耦合方法，其特征在于，在所述步骤S001之后与步骤S002之前包括以下步骤：

S002a：控制信号发射模块发射两路正交的正弦信号；

S002b：驱动信号控制板将输入的信号分成四路两两正交的放大的正弦信号；

S002c：驱动信号控制板经电线将信号加载到光纤耦合器上，光纤耦合器在放大的正交正弦信号作用下做章动。

4.根据权利要求3所述一种无位置探测器光轴稳定的空间光与光纤光耦合方法，其特征在于，所述步骤S002a中信号发射模块发射的正弦信号幅值在1V～2.5V范围内，频率在1kHz～5kHz范围内。

5.根据权利要求3所述一种无位置探测器光轴稳定的空间光与光纤光耦合方法，其特征在于，所述步骤S002c中驱动信号控制板将电压放大到100V～200V。

6.根据权利要求1所述一种无位置探测器光轴稳定的空间光与光纤光耦合方法，其特征在于，所述步骤S003至少包括以下步骤之一：

S003a：控制信号发射模块发射两路正交的正弦信号；

S003b：驱动信号控制板将输入的信号分成四路两两正交的放大的正弦信号；

S003c：驱动信号控制板经电线将信号加载到光纤耦合器上，光纤耦合器在放大的正交正弦信号作用下做章动；

S003d：每隔四分之一章动周期，采集一个光功率信号；

S003e：将采集的光功率信号及其对应的坐标值代入方程，得出位置误差信号。

7.根据权利要求1所述一种无位置探测器光轴稳定的空间光与光纤光耦合方法，其特征在于，求解得到的x轴轨迹为：

y轴轨迹为：

其中，x₁，x₂为x方向两个预设位置的x坐标，y₁，y₂为y方向两个预设位置的y坐标，ω₀为耦合模型参数，Poutx₁为x₁位置对应的输出光功率，Poutx₂为x₂位置对应的输出光功率，Pouty₁为y₁位置对应的输出光功率，Pouty₂为y₂位置对应的输出光功率。