[发明专利]一种基于图像识别技术自动完成光纤纤芯中轴线寻迹的方法

说明书

本发明公开了一种基于图像识别技术自动完成光纤纤芯中轴线寻迹的方法，具体包括如下步骤：S1：对飞秒激光直写光纤光栅制备装置中的可见光成像光路进行准直；S2：通过飞秒激光直写光纤光栅制备装置中的计算机，打开CCD相机配套的成像软件，开启飞秒激光直写光纤光栅制备装置的实时捕捉影像模式；S3：通过飞秒激光直写光纤光栅制备装置，得到聚焦在光纤中轴线上的成像图片和成像图片对应的特征曲线；S4：根据成像图片和特征曲线，获取光纤中心轴线轨迹坐标，得到光纤上待刻光纤光栅长度的中心轴线轨迹。本发明根据光纤轨迹的非线性特性，采用非线性寻迹准直法，提高了光纤光栅制备的效率和可重复性，同时也降低了投入成本。

技术领域

本发明涉及光纤布拉格光栅寻迹技术领域，尤其涉及一种基于图像识别技术自动完成光纤纤芯中轴线寻迹的方法。

背景技术

目前，光栅轨迹的准直通常采用定点且拉动光纤法和两点法。前者是将光纤固定在精密加工的D-型玻璃套管中，其中，D-型玻璃套管位置固定，将入射激光束准直到D-型玻璃内的纤芯中，通过拉动光纤，在纤芯中形成光栅结构。该方法已经实现了50毫米长的光纤光栅。然而，入射光束需从D-型抛光面的法线入射，并且所用D-型玻璃套管的内径必须要与光纤外径完全匹配，不同外径的光纤需要采用不同内径的D-型玻璃套管等因素，从而导致该方法的灵活性较差且成本较高。后者，两点法是线性准直光纤法，将光纤的两端固定在三维位移平台上，通过准直光栅的起点和终点，得到线性光栅轨迹。然而，由于光纤存在一定的重力，且在轴向存在一定的应力、扭曲和尺寸不均匀性等因素，同时位移平台的平整度和移动直线度是有限的等原因，所以两点固定法得到光纤的实际轨迹是非线性的，通过上述的两点(起点和终点)准直法必然与光纤实际轨迹发生偏离，导致光栅耦合效率低，甚至无法制备出光纤光栅，重复性差等劣势。

发明内容

发明目的：针对现有光栅轨迹的准直存在灵活性差、成本高和重复性差的问题，本发明提出一种基于图像识别技术自动完成光纤纤芯中轴线寻迹的方法。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于图像识别技术自动完成光纤纤芯中轴线寻迹的方法，所述方法具体包括如下步骤：

S1：对飞秒激光直写光纤光栅制备装置中的可见光成像光路进行准直；

S2：通过所述飞秒激光直写光纤光栅制备装置中的计算机，打开CCD相机配套的成像软件，开启所述飞秒激光直写光纤光栅制备装置的实时捕捉影像模式；

S3：通过所述飞秒激光直写光纤光栅制备装置，得到聚焦在光纤中轴线上的成像图片和成像图片对应的特征曲线；

S4：根据所述成像图片和特征曲线，获取光纤中心轴线轨迹坐标，得到光纤上待刻光纤光栅长度的中心轴线轨迹。

进一步地讲，在所述步骤S1中，所述准直后的可见光成像光路，具体为：

可见光光束经过所述飞秒激光直写光纤光栅制备装置中的聚焦透镜后，进入二向色镜中，通过所述二向色镜的高透，垂直入射所述CCD相机的成像芯片中心。

进一步地讲，在所述步骤S3中，得到聚焦在光纤中轴线上的成像图片和成像图片对应的特征曲线，具体如下：

S3.1：调整所述飞秒激光直写光纤光栅制备装置中三维位移平台的X轴、Y轴和Z轴位置，在所述成像软件中得到光纤的成像图片；

S3.2：根据所述光纤的成像图片，在所述光纤的成像图片上做一条横穿光纤且垂直光纤轴向的参考线，同时通过图像处理软件，获得沿参考线的强度分布曲线；

S3.3：调节所述三维位移平台的Y轴位置，完成所述光纤在三维位移平台中XY平面内Y轴中心位置的准直，得到所述光纤在XY平面内Y轴的中心位置坐标；