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申请/专利权人：深圳伊讯科技有限公司

摘要：本发明涉及一种自动检测光纤光栅刻写位置装置，包括光纤刻写装置和光学检测装置；所述光纤刻写装置包括紫外激光器、反射镜、柱面透镜、相位掩模板、光纤固定夹具、光学检测装置；所述光学检测装置包括相机、镜头、环形光源、相机控制器、光源控制器；所述光纤刻写装置和光学检测装置固定在防震光学平台上。采用上述方案的有益效果是：采用自动检测光纤光栅刻写位置装置，通过相机对相位掩模板区域进行图像采样，通过实时的图像分析得出光纤和相位掩模板的实际位置关系，并且检测相位掩模板区域内的光纤的涂覆层剥离情况，保证光栅刻写成功率的情况下保证相位掩模板的使用寿命，检测过程由控制器进行图像处理，并输出判断结果。

主权项：1.一种自动检测光纤光栅刻写位置装置，其特征在于：包括光纤刻写装置和光学检测装置；所述光纤刻写装置包括紫外激光器、反射镜、柱面透镜、相位掩模板、光纤固定夹具、光学检测装置；所述光学检测装置包括相机、镜头、环形光源、相机控制器、光源控制器；所述光纤刻写装置和光学检测装置固定在防震光学平台上；所述相机和环形光源安装在光纤固定夹具的前端，所述紫外激光器作为光路起始端，光路传播路径依次经过反射镜、柱面透镜、相位掩模板和光纤夹具；紫外激光器发射光纤光栅刻写光源，通过紫外激光器出光口射出的矩形激光光斑被所述反射镜反射形成90度偏转，光源到达柱面透镜对光斑在垂直方向进行压缩，矩形光纤在垂直面上被压缩成线光斑，压缩的光斑通过所述相位掩模板后作用在光纤上形成衍射条纹，实现光纤光栅刻写；所述光纤夹具包括第一光纤夹具和第二光纤夹具，分为两个部分，第一光纤夹具和第二光纤夹具分别设置于所述相位掩模板左右侧；所述相机和光源设置于第一光纤夹具和第二光纤夹具的正前方；所述光纤间隔设置于相位掩模板前，相机固定于光纤上前方，环形光源位于相机和光纤之间，作用于相机亮度使用，所述相机位于刻写的激光的光源的光轴上，相机和光轴成60度的角度安装。

全文数据：一种自动检测光纤光栅刻写位置装置技术领域[0001]本发明涉及光纤光栅刻写技术领域，尤其涉及一种自动检测光纤光栅刻写位置装置。背景技术[0002]光纤光栅传感器在传感领域有着广泛的应用，光纤光栅具有快速响应的特征，对所处范围的温度能快速反应，可制成响应快，灵敏度高和测量精度高的特性;光纤光栅传感器是由石英晶体制成，体积小，重量轻，结构简单，不导电，不易腐蚀，不导电，不受电磁干扰。本身也不产生电磁干扰，可以广泛应用于输油管道、高压传输线路和核电站等高电磁、易燃易爆的场合进行探测。[0003]目前制备光纤光栅的主要方法有相位掩模板发，逐点写入法和干涉法。其中，相位掩模板法采用248nm紫外激光器作为刻写光源，光束通过掩模板形成衍射条纹，利用±1级衍射条纹侧面曝光光纤制备光栅结构。该方法对光源要求较低，实际制备的光纤光栅的周期只取决于相位掩模板板条纹的周期，降低了光纤光栅制备工艺的难度。基于紫外激光的相位掩模板法是目前最为普遍采用的制备方法，是制备光纤光栅的标准工艺，该方法使得光纤光栅走向实用化和产业化。[0004]采用相位掩模板刻写光栅时，待刻写的光纤和相位掩模板的间距有一定的距离要求，距离太长则容易刻写不上，距离过近则容易对掩模板形成损坏，影响相位掩模板的使用寿命，虽然可采用机械夹具限制光纤的放置位置，但由于该合适距离范围较小，通过夹具放置造成的距离误差依旧较大，通过人工无法准确判断合适距离。同时由于光纤表面的涂覆层在紫外激光的照射下会燃烧挥发，污染相位掩模板，如果光纤放置错位，导致未剥离涂覆层的光纤置于掩模板区域，将会严重损坏相位掩模板，造成巨大的损失。发明内容[0005]为了克服上述现有技术的不足，本发明提出了一种自动检测光纤光栅刻写位置装置，利用机器视觉，光纤光栅检测设备以及激光器反馈刻写状态，达到刻写一致性高的目的，根据具体情况设计了各个刻写开关。[0006]本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种自动检测光纤光栅刻写位置装置，包括光纤刻写装置和光学检测装置；[0007]所述光纤刻写装置包括紫外激光器、反射镜、柱面透镜、相位掩模板、光纤固定夹具、光学检测装置；[0008]所述光学检测装置包括相机、镜头、环形光源、相机控制器、光源控制器；[0009]所述光纤刻写装置和光学检测装置固定在防震光学平台上；[0010]所述相机和环形光源安装在光纤固定夹具的前端，所述紫外激光器作为光路起始端，光路传播路径依次经过反射镜、柱面透镜、相位掩模板和光纤夹具。紫外激光器发射光纤光栅刻写光源，通过紫外激光器出光口射出的矩形激光光斑被所述反射镜反射形成90度偏转，光源到达柱面透镜对光斑在垂直方向进行压缩，矩形光纤在垂直面上被压缩成线光斑，压缩的光斑通过所述相位掩模板后作用在光纤上形成衍射条纹，实现光纤光栅刻写；[0011]所述光纤夹具包括第一光纤夹具和第二光纤夹具，分为两个部分，第一光纤夹具和第二光纤夹具分别设置于所述相位掩模板左右侧；[0012]所述相机和光源设置于第一光纤夹具和第二光纤夹具的正前方；[0013]所述光纤间隔置于相位掩模板前，相机固定于光纤上前方，环形光源位于相机和光纤之间，作用于相机亮度使用，所述相机位于刻写的激光的光源的光轴上，相机和光轴成60度的角度安装。[0014]进一步地，所述光纤在第一光纤夹具和第二光纤夹具固定的光纤光栅段不设有涂覆层，所述光纤在非光纤光栅段设置有涂覆层。[0015]进一步地，所述环形光源设置固定在可调节高度支撑杆上。[0016]采用上述方案g有益效果是:为满足相位掩模板干涉方法进行光栅刻写对刻写的光纤和相位掩模板的距离的要求，解决光纤和掩模板的距离过大或太小都会影响光栅刻写的效果，采用自动检测光纤光栅刻写位置装置，通过相机对相位掩模板区域进行图像采样，通过实时的图像分析得出光纤和相位掩模板的实际位置关系，并且检测相位掩模板区域内的光纤的涂覆层剥离情况，保证光栅刻写成功率的情况下保证相位掩模板的使用寿命，检测过程由控制器进行图像处理，并输出判断结果。附图说明[0017]图1为光纤刻写装置结构示意图；[0018]图2为光学检测装置结构示意图；[0019]图3为自动检测光纤光栅刻写位置检测流程示意图。具体实施方式[0020]以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。[0021]如图1、图2和图3所示，一种自动检测光纤光栅刻写位置装置，包括光纤刻写装置和光学检测装置;所述光纤刻写装置包括紫外激光器、反射镜、柱面透镜、相位掩模板、光纤固定夹具、光学检测装置;所述光学检测装置包括相机、镜头、环形光源、相机控制器、光源控制器;所述光纤刻写装置和光学检测装置固定在防震光学平台上;所述相机和环形光源安装在光纤固定夹具的前端，所述紫外激光器作为光路起始端，光路传播路径依次经过反射镜、柱面透镜、相位掩模板和光纤夹具。紫外激光器发射光纤光栅刻写光源，通过紫外激光器出光口射出的矩形激光光斑被所述反射镜反射形成9〇度偏转，光源到达柱面透镜对光斑在垂直方向进行压缩，矩形光纤在垂直面上被压缩成线光斑，压缩的光斑通过所述相位掩模板后作用在光纤上形成衍射条纹，实现光纤光栅刻写;所述光纤夹具包括第一光纤夹具和第二光纤夹具，分为两个部分，第一光纤夹具和第二光纤夹具分别设置于所述相位掩模板左右侧;所述相机和光源设置于第一光纤夹具和第二光纤夹具的正前方;所述光纤间隔设置于相位掩模板前，相机固定于光纤上前方，环形光源位于相机和光纤之间，作用于相机亮度使用，所述相机位于刻写的激光的光源的光轴上，相机和光轴成60度的角度安装。[0022]具体地，实时检测需刻写的光纤和相位掩模板的相对位值，保证光纤与相位掩模板的距离合适，同时避免涂覆层光纤处于相位掩模板核心区域，在刻写过程中对相位掩模板造成损坏。[0023]其中，调整光纤刻写装置处于正常的工作装置，调整相机的光轴对准光纤，并且与光纤刻写系统的光轴成60度夹角，打开固定在可调节高度支撑杆上环形光源的照明，保证相机的视野内亮度合适，其中环形光源和光源控制器连接，由光源控制器自动控制亮度和颜色，相机通过传输线缆和相机控制器连接，并且通过屏幕显示相机视野的内容。[0024]光纤检测装置工作前需检测系统进行校正，并保存符合条件放置的光纤的标准图例。光纤在第一光纤夹具和第二光纤夹具固定的光纤光栅段不设有涂覆层，光纤在非光纤光栅段设置有涂覆层，相机获取光纤的图像信息，通过图像分析算法计算光纤光栅段不设有涂覆层的长度、光纤放置于相位掩模板的相对位置、光纤光栅段不设有涂覆层的清洁的情况。并将相关的数据保存作为参照标准。并启动自动检测程序运行。[0025]光纤刻写装置工作时，放置光纤后，相机将自动对光纤进行图像获取，并与参照标准参数进行比照，光纤满足放置要求时，相机控制器将控制紫外激光器输出激光进行光栅刻写，检测不通过则提示错误报告，需重新放置光纤。[0026]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种自动检测光纤光栅刻写位置装置，其特征在于:包括光纤刻写装置和光学检测装置；所述光纤刻写装置包括紫外激光器、反射镜、柱面透镜、相位掩模板、光纤固定夹具、光学检测装置；所述光学检测装置包括相机、镜头、环形光源、相机控制器、光源控制器；所述光纤刻写装置和光学检测装置固定在防震光学平台上；所述相机和环形光源安装在光纤固定夹具的前端，所述紫外激光器作为光路起始端，光路传播路径依次经过反射镜、柱面透镜、相位掩模板和光纤夹具。紫外激光器发射光纤光栅刻写光源，通过紫外激光器出光口射出的矩形激光光斑被所述反射镜反射形成90度偏转，光源到达柱面透镜对光斑在垂直方向进行压缩，矩形光纤在垂直面上被压缩成线光斑，压缩的光斑通过所述相位掩模板后作用在光纤上形成衍射条纹，实现光纤光栅刻写；所述光纤夹具包括第一光纤夹具和第二光纤夹具，分为两个部分，第一光纤夹具和第二光纤夹具分别设置于所述相位掩模板左右侧；所述相机和光源设置于第一光纤夹具和第二光纤夹具的正前方；所述光纤间隔设置于相位掩模板前，相机固定于光纤上前方，环形光源位于相机和光纤之间，作用于相机亮度使用，所述相机位于刻写的激光的光源的光轴上，相机和光轴成60度的角度安装。2.根据权利要求1所述的一种自动检测光纤光栅刻写位置装置，其特征在于:所述光纤在第一光纤夹具和第二光纤夹具固定的光纤光栅段不设有涂覆层，所述光纤在非光纤光栅段设置有涂覆层。3.根据权利要求1所述的一种自动检测光纤光栅刻写位置装置，其特征在于:所述环形光源设置固定在可调节高度支撑杆上。

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