空间光快速和高效耦合的调节装置及方法

摘要

本申请提供一种空间光快速和高效耦合的调节装置及方法，涉及光电检测和光通信设备技术领域。其中，光源设置于调节平台上，准直透镜设于光源出射光的光路上；分束器可以将准直透镜准直后的光分成第一束光和第二束光；第一聚焦透镜可以对第一束光聚焦后传输至单模光纤一端，单模光纤另一端与光纤分路器连接，通过光纤分路器可以推算空间光耦合到单模光纤的效率；第二聚焦透镜设于第二束光的光路上；成像设备用于对聚焦后的第二束光进行成像；控制器可以根据成像设备传输的成像信息和光功率计传输的功率信息，控制调节平台以调节光源的空间位置和发射角度，实现对空间光源的自动调节及高效耦合到单模光纤，节约空间光耦合到单模光纤的调节时间。

权利要求

1.一种空间光快速和高效耦合的调节装置，其特征在于，包括：调节平台、光源、准直透镜、分束器、第一聚焦透镜、第二聚焦透镜、单模光纤、光功率计、光纤分路器、控制器及成像设备；

其中，所述光源设置于所述调节平台上，所述准直透镜设于所述光源出射光的光路上；

所述分束器设于所述准直透镜准直后光的光路上，用于将收到的光按预设比例分成垂直传输的第一束光和第二束光；

所述第一聚焦透镜设于所述第一束光的光路上，用于对所述第一束光进行聚焦后传输至所述单模光纤一端的入射端面；

所述单模光纤的另一端与所述光纤分路器连接，所述光纤分路器用于将所述第一束光按照预设功率比例分成两路，其中，输出功率较低的一路用于所述光功率计进行功率检测，功率较高的一路用于光纤通信；

所述第二聚焦透镜设置于所述第二束光的光路上，用于对所述第二束光进行聚焦后传输至所述成像设备；

所述成像设备用于对所述第二束光的光源进行成像；

所述光功率计、所述成像设备、所述调节平台分别与所述控制器连接，所述控制器用于根据所述成像设备传输的成像信息和所述光功率计传输的功率信息，控制所述调节平台调节所述光源的空间位置和发射角度，其中，所述成像信息包含所述第二束光在所述成像设备中的成像位置和聚焦程度；所述调节平台包括调节轴的数量为至少1个；

所述控制器，具体用于若根据所述功率信息确定调节所述调节平台，则根据所述成像位置处所成像光斑的坐标和预设参考位置的坐标，获取坐标偏差，所述预设参考位置为满足预设光功率值时预设标准光源在成像设备中的成像位置；

根据所述聚焦程度和预设聚焦程度，确定所述调节轴的调节参数；

根据所述坐标偏差和所述调节轴的调节参数，生成调节指令，所述调节指令用于控制所述调节平台调节所述光源的空间位置和发射角度。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：光隔离器；

所述光隔离器设于所述准直透镜与所述分束器之间，用于隔离所述准直透镜准直后光路的反射光束。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，每个所述调节轴控制的调节方向不同。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光源为激光光源。

5.一种空间光快速和高效耦合的调节方法，其特征在于，应用于权利要求1‑4任一项所述的控制器，所述方法包括：

接收所述成像设备传输的成像信息以及所述光功率计传输的功率信息，其中，所述成像信息包含所述第二束光在所述成像设备中的成像位置和聚焦程度；

根据所述功率信息、所述成像位置、预设参考位置、所述聚焦程度以及预设聚焦程度，生成调节指令，所述预设参考位置为满足预设光功率值时预设标准光源在成像设备中的成像位置，所述调节指令用于控制所述调节平台调节所述光源的空间位置和发射角度；

向所述调节平台发送所述调节指令；

所述调节平台包括调节轴的数量为至少1个；

所述根据所述功率信息、所述成像位置、预设参考位置、所述聚焦程度以及预设聚焦程度，生成调节指令，包括：

若根据所述功率信息确定调节所述调节平台，则根据所述成像位置处所成像光斑的坐标和所述预设参考位置的坐标，获取坐标偏差；

根据所述聚焦程度和预设聚焦程度，确定所述调节轴的调节参数；

根据所述坐标偏差和所述调节轴的调节参数，生成调节指令。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述调节指令包括各所述调节轴的调节位移，其中，每个所述调节轴控制的调节方向不同。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述坐标偏差和所述调节轴的调节参数，生成调节指令，包括：

根据所述坐标偏差，生成第一调节指令，所述第一调节指令用于调节光源的空间位置；

根据所述调节轴的调节参数，生成第二调节指令，所述第二调节指令用于调节光源的发射角度。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述若根据所述功率信息确定调节所述调节平台，包括：

接收所述光功率计传输的功率信息；

判断所述功率信息是否小于预设光功率值；

若小于，确定调节所述调节平台。

说明书

空间光快速和高效耦合的调节装置及方法

技术领域

[0001] 本申请涉及光电检测和光通信设备技术领域，特别涉及一种空间光快速和高效耦合的调节装置及方法。

背景技术

[0002] 目前光电技术得到广泛应用，对于光束的空间传输提出了很高的要求，单模光纤传输因其强抗干扰性，高安全性和空间模式不变的特性，正得到了广泛应用。

[0003] 现有的，空间光束耦合到单模光纤的通用技术是先用准直透镜将光源输出的发散光准直，然后使用高倍数显微物镜，将准直光聚焦到光纤端面，确保经透镜变换后的光空间
模式与单模光纤空间模配，获得较高的耦合效率。

[0004] 但现有的，在对光源进行测试或相关的光应用时，由于受机械运动、光源安装工艺以及不可克服的环境振动和热噪声的影响，每次耦合都需要人工进行手动调节，而人工调
节精度低，调节效率较低。因此，急需一种快速、高效的空间光耦合的调节装置和方法。

发明内容

[0005] 本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种空间光快速和高效耦合的调节装置及方法，可以解决现有技术中需要人工进行手动调节、调节效率较低的技术
问题。

[0006] 为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

[0007] 第一方面，本申请实施例提供了一种空间光快速和高效耦合的调节装置，包括：调节平台、光源、准直透镜、分束器、第一聚焦透镜、第二聚焦透镜、单模光纤、光纤分路器、光
功率计、控制器及成像设备。

[0008] 其中，光源设置于调节平台上，准直透镜设于光源出射光的光路上；分束器设于准直透镜准直后光的光路上，用于将收到的光按预设比例分成垂直传输的第一束光和第二束
光；第一聚焦透镜设于第一束光的光路上，用于对第一束光进行聚焦后传输至单模光纤一
端的入射端面；

[0009] 单模光纤的另一端与光纤分路器连接，光纤分路器用于将第一束光按照预设功率比例分成两路，其中，输出功率较低的一路用于所述光功率计进行功率检测，功率较高的一
路用于光纤通信；第二聚焦透镜设于第二束光的光路上，用于对第二束光进行聚焦后传输
至成像设备；成像设备用于对的第二束光的光源进行成像；光功率计、成像设备、调节平台
分别与控制器电连接，控制器用于根据成像设备传输的成像信息和光功率计传输的功率信
息，控制调节平台调节光源的空间位置和发射角度，其中，成像信息包含第二束光在成像设
备中的成像位置和聚焦程度。

[0010] 可选地，上述装置还包括：光隔离器；光隔离器设于准直透镜与分束器之间，用于隔离准直透镜准直后光路的反射光束。

[0011] 可选地，上述调节平台包括调节轴的数量为至少1个，每个调节轴控制的调节方向不同。

[0012] 可选地，上述光源为激光光源。

[0013] 第二方面，本申请实施例提供了一种空间光快速和高效耦合的调节方法，应用于上述第一方面的控制器，该方法包括：接收成像设备传输的成像信息以及光功率计传输的
功率信息，其中，成像信息包含第二束光在成像设备中的成像位置和聚焦程度；根据功率信
息、成像位置、预设参考位置、聚焦程度以及预设聚焦程度，生成调节指令，预设参考位置为
满足预设光功率值的位置，调节指令用于控制调节平台调节光源的空间位置和发射角度；
向调节平台发送调节指令。

[0014] 可选地，上述调节平台包括调节轴的数量为至少1个，调节指令包括各调节轴的调节位移，其中，每个调节轴控制的调节方向不同。

[0015] 可选地，上述根据功率信息、成像位置、预设参考位置、聚焦程度以及预设聚焦程度，生成调节指令，包括：若根据功率信息确定调节该调节平台，则根据成像位置、预设参考
位置、聚焦程度以及预设聚焦程度，生成调节指令。

[0016] 可选地，上述根据成像位置、预设参考位置、聚焦程度以及预设聚焦程度，生成调节指令，包括：根据成像位置处所成像光斑的坐标和预设参考位置的坐标，获取坐标偏差；
根据聚焦程度和预设聚焦程度，确定调节轴的调节参数；根据坐标偏差和调节轴的调节参
数，生成调节指令。

[0017] 可选地，上述根据坐标偏差和调节轴的调节参数，生成调节指令，包括：根据坐标偏差，生成第一调节指令，第一调节指令用于调节光源的空间位置；根据调节轴的调节参
数，生成第二调节指令，第二调节指令用于调节光源的发射角度。

[0018] 可选地，上述若根据功率信息确定调节调节平台，包括：接收光功率计传输的功率信息；判断功率信息是否小于预设光功率值；若小于，确定调节所述调节平台。

[0019] 本申请的有益效果是：

[0020] 本申请实施例提供的一种空间光快速和高效耦合的调节装置及方法，光源设置于调节平台上，准直透镜设于光源出射光的光路上；分束器设于准直透镜准直后光的光路上，
用于将收到的光按预设比例分成垂直传输的第一束光和第二束光；第一聚焦透镜设于第一
束光的光路上，用于对第一束光进行聚焦后传输至单模光纤一端的入射端面，单模光纤的
另一端与光纤分路器连接，光纤分路器用于将第一束光按照预设功率比例分成两路，其中，
输出功率较低的一路用于光功率计进行功率检测，功率较高的一路用于光纤通信；第二聚
焦透镜设于第二束光的光路上，用于对第二束光进行聚焦后传输至成像设备；成像设备用
于对第二束光的光源进行成像；光功率计、成像设备、调节平台分别与控制器电连接，控制
器用于根据成像设备传输的成像信息和光功率计传输的功率信息，控制调节平台调节光源
角度调节光源空间位置和出射光的角度，实现对空间光源的自动调节及高效耦合到单模光
纤，极大地节约了空间光耦合到单模光纤的调节时间。

附图说明

[0021] 为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对
范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这
些附图获得其他相关的附图。

[0022] 图1为本申请实施例提供的一种空间光快速和高效耦合的调节装置的结构示意图；

[0023] 图2为本申请实施例提供的另一种空间光快速和高效耦合的调节装置的结构示意图；

[0024] 图3为本申请实施例提供的一种空间光快速和高效耦合的调节方法的流程示意图；

[0025] 图4为本申请实施例提供的另一种空间光快速和高效耦合的调节方法的流程示意图；

[0026] 图5为本申请实施例提供的又一种空间光快速和高效耦合的调节方法的流程示意图；

[0027] 图6为本申请实施例提供的一种电子设备结构示意图。

[0028] 图标：110‑调节平台；130‑光源；140‑准直透镜；150‑分束器；160‑第一聚焦透镜；170‑第二聚焦透镜；180‑单模光纤；190‑光功率计；200‑光纤分路器；210‑控制器；220‑成像
设备；230‑光隔离器。

具体实施方式

[0029] 为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是
本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施
例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

[0030] 因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通
技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范
围。

[0031] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

[0032] 图1为本申请实施例提供的一种空间光快速和高效耦合的调节装置的结构示意图。如图1所示，该装置包括：调节平台110、光源130、准直透镜140、分束器150、第一聚焦透
镜160、第二聚焦透镜170、单模光纤180、光功率计190、光纤分路器200、控制器210及成像设
备220。

[0033] 其中，光源130设置于调节平台上，光源可以是激光器所发射出的激光，也可以是其他光源130，比如，发光二极管(Light Emitting Diode，LED)等，本申请在此不作限定；调
节平台110可以调节光源130出射光的角度，可选地，该调节平台110可以是三轴电动调节平
台、四轴电动调节平台、五轴电动调节平台等，本申请在此不作限定。

[0034] 准直透镜140设于光源130出射光的光路上，可以对光源130射出的光进行准直，经准直后变成一束平行的准直光束输出到分束器150中。

[0035] 分束器150设于准直透镜140准直后光的光路上，用于将收到的光按预设比例分成垂直传输的第一束光和第二束光，通过分束器150可以反射少部分第二光束作为监测光路。
可选地，第一束光可以与第二束光垂直，第一束光可以占上述准直光束的5％～10％，本申
请在此不作限定，根据实际的应用场景可以设置相应的预设比例。

[0036] 第一聚焦透镜160设于第一束光的光路上，用于对第一束光进行聚焦后传输至单模光纤180一端的入射端面，可以在单模光纤180的端面形成光斑，单模光纤180的另一端与
光纤分路器200连接，光纤分路器200用于将该第一束光按照预设功率比例分成两路，其中，
输出功率较低的一路用于光功率计190进行功率检测，通过光功率计190可以测量第一束光
通过该单模光纤180的光功率相对损耗信息，进而反映自由空间输出的第一束光耦合到单
模光纤180里的耦合效率，功率较高的一路用于光纤通信，当然，功率较高的一路光束也可
用于其他用途，本申请在此不作限定。可选地，输出功率较低的一路光束可以为该第一束光
功率的5％～10％，本申请在此不作限定，根据实际的应用可自行设置。

[0037] 第二聚焦透镜170设于第二束光的光路上，用于对第二束光进行聚焦后传输至成像设备220，成像设备220用于对第二束光的光源进行成像，经成像后可以在成像设备220成
像面形成对应的光斑。其中，该成像设备220可以是互补金属氧化物半导体(Complementary 
Metal‑Oxide‑Semiconductor，CMOS)相机，但不以此为限。

[0038] 此外，需要说明的是，上述第一聚焦透镜160和第二聚焦透镜170可以具有端面聚焦和成像的特性，两者可以相同，也可以不同，本申请在此不作限定。可选地，经过第二聚焦
透镜170，可以组成一个10X光学放大系统，将光源源成像于成像设备220中。准直透镜140准
直后的光经过上述分束器150后，第一束光落在单模光纤180端面的光斑和第二束光落在成
像设备220成像面的光斑可以处于共轭状态。

[0039] 光功率计190、成像设备220、调节平台110分别与控制器210电连接，控制器210用于根据成像设备220传输的成像信息和光功率计190传输的功率信息，控制调节平台110通
过调节光源130角度调节光源130的空间位置和出射光的角度，其中，成像信息包含第二束
光在成像设备220中的成像位置和聚焦程度。

[0040] 其中，控制器210根据光功率计190传输的功率信息可以判断当前功率信息是否满足预设光功率值，进而可以确定是否要调节光源130的空间位置和角度以调节光源130出射
光的角度；而控制器210根据成像设备220传输的成像信息可以知晓要进行如何调节，比如，
要向哪个方向进行调节，以及调节位移、调节角度等，进而控制调节平台110通过调节光源
130的空间位置和出射光的角度，实现自动调节，提高调节效率，使得最终调节后的光功率
值可以满足预设光功率值，获得较高的耦合效率。

[0041] 综上所述，本申请实施例提供的空间光快速和高效耦合的调节装置中，光源设置于调节平台上，准直透镜设于光源出射光的光路上；分束器设于准直透镜准直后光的光路
上，用于将收到的光按预设比例分成垂直传输的第一束光和第二束光；第一聚焦透镜设于
第一束光的光路上，用于对第一束光进行聚焦后传输至单模光纤一端的入射端面，单模光
纤的另一端与光纤分路器连接，光纤分路器用于将第一束光按照预设功率比例分成两路，
其中，输出功率较低的一路用于光功率计进行功率检测，功率较高的一路用于光纤通信；第
二聚焦透镜设于第二束光的光路上，用于对第二束光进行聚焦后传输至成像设备；成像设
备用于对第二束光的光源进行成像；光功率计、成像设备、调节平台分别与控制器电连接，
控制器用于根据成像设备传输的成像信息和光功率计传输的功率信息，控制调节平台调节
光源角度调节光源的空间位置和出射光角度，实现对空间光源的自动调节及高效耦合到单
模光纤，极大地节约了空间光耦合到单模光纤的调节时间。

[0042] 图2为本申请实施例提供的另一种空间光快速和高效耦合的调节装置的结构示意图。可选地，如图2所示，上述装置还包括：光隔离器230；光隔离器230设于准直透镜140与分
束器150之间，用于隔离准直透镜140准直后光路的反射光束，保护光源不被影响和破坏。

[0043] 其中，光隔离器230是允许光向一个方向通过而阻止向相反方向通过的无源器件，作用是对光的方向进行限制，使光只能单方向传输，而非单方向传输的光能够被光隔离器
230很好的隔离，起到保护光源的作用。因此，本申请中通过光隔离器230，可以对将准直透
镜140准直后的光进行单向传输，可以提高空间光快速和高效耦合的调节装置的光耦合效
率。

[0044] 可选地，上述调节平台110包括调节轴的数量为至少1个，每个调节轴控制的调节方向不同。

[0045] 其中，根据实际的应用场景，该调节平台110可以包括多个调节轴，比如，2个、3个、5个等，本申请在此不作限制，调节轴可以在多个调节方向上对光源130的空间位置和发射
角度进行调节，以调节光源130出射光的角度。

[0046] 可选地，本申请在此以五轴调节平台为例进行说明，五轴调节平台可以包括第一轴(X轴)、第二轴(Y轴)、第三轴(Z轴)、第四轴(TX轴)和第五轴(TY轴)，其中，X轴可以为水平
方向的调节轴，Y轴可以为垂直方向的调节轴，Z轴可以为上述第一束光传输方向平行的调
节轴，TX轴可以为绕X轴的一个旋转轴，TY轴可以是绕Y轴的一个旋转轴，通过该五轴调节平
台的设置，可以使得在该五个调节方向上实现光源130出射光的调节，通过调节可以使得光
源130在调节后的角度下的光功率值可以满足预设光功率值，获得较高的耦合效率。

[0047] 可选地，上述光源130为激光光源或类激光光源，比如，可选地，该激光光源可以通过半导体激光器获取，当然，本申请在此并不对该激光器的具体参数、型号等进行限定，根
据实际的应用场景可进行相应的选择。

[0048] 图3为本申请实施例提供的一种空间光快速和高效耦合的调节方法的流程示意图。该方法可以应用于上述的控制器，如图3所示，该方法包括：

[0049] S101、接收成像设备传输的成像信息以及光功率计传输的功率信息，其中，成像信息包含第二束光在成像设备中的成像位置和聚焦程度。

[0050] 其中，成像设备可以将第二束光在成像面所成像的成像信息发送给控制器，可选地，该成像信息可以包括第二束光在成像面所成像光斑的成像位置、聚焦程度等，其中，该
成像位置可以包括成像光斑的中心坐标，通过所成像的光斑图像可以获取当前光斑的聚焦
程度，比如，可以根据光斑图像的像素值获取当前光斑的光斑聚焦值，但不以此为限。

[0051] 如上方法实施例部分所述，单模光纤的另一端与光纤分路器连接，光纤分路器用于将第一束光按照预设功率比例分成两路，其中，输出功率较低的一路用于光功率计进行
功率检测，通过光功率计可以测算输出功率较低的光束的功率信息，进而根据预设功率比
例可以推算出第一束光通过该单模光纤的功率信息，并将所测算的该功率信息发送给控制
器。其中，光功率信息可以反映光功率相对损耗信息、以及自由空间输出的第一束光耦合到
单模光纤里的耦合效率。

[0052] S102、根据功率信息、成像位置、预设参考位置、聚焦程度以及预设聚焦程度，生成调节指令，预设参考位置为满足预设光功率值的位置，调节指令用于控制调节平台调节光
源的空间位置和发射角度。

[0053] 可选地，控制器可以根据接收的上述功率信息判断当前功率信息是否满足预设光功率值，进而可以确定是否要调节光源的空间位置和发射角度；若需要调节，控制器可以根
据上述成像位置、预设参考位置、聚焦程度以及预设聚焦程度生成调节指令以调节光源的
空间位置和发射角度。可选地，预设参考位置可以包括预设参考空间位置，具体地，在进行
调节时，可以根据成像位置、预设参考位置知晓要进行如何调节，比如，光源的空间位置要
向哪个方向进行调节，调节位移是多少等，而在确定如何调节之后，可以生成相应的调节指
令。

[0054] S103、向调节平台发送调节指令。

[0055] 在生成调节指令之后，可以向调节平台发送该调节指令，使得调节平台可以根据该调节指令调节光源的空间位置和发射角度，实现自动调节，提高调节效率，使得最终调节
后的光功率值可以满足预设光功率值，获得较高的耦合效率。

[0056] 综上所述，本申请实施例所提供的空间光快速和高效耦合的调节方法中，通过接收成像设备传输的成像信息以及光功率计传输的功率信息，并根据功率信息、成像位置、预
设参考位置、聚焦程度以及预设聚焦程度，生成调节指令，在生成调节指令之后，可以向调
节平台发送该调节指令，使得调节平台可以根据该调节指令调节光源的空间位置和发射角
度，实现对空间光源的自动调节及高效耦合到单模光纤，节约空间光耦合到单模光纤的调
节时间。

[0057] 可选地，上述调节平台包括调节轴的数量为至少1个，调节指令包括各调节轴的调节位移，其中，每个调节轴控制的调节方向不同，该部分内容可参见方法部分的相关描述，
本申请在此不作赘述。

[0058] 可选地，上述根据功率信息、成像位置、预设参考位置、聚焦程度以及预设聚焦程度，生成调节指令，包括：若根据功率信息确定调节该调节平台，则根据成像位置、预设参考
位置、聚焦程度以及预设聚焦程度，生成调节指令。

[0059] 其中，可以根据功率信息来确定是否要调节该调节平台，可选地，若该功率信息所对应的光功率值小于预设光功率值，则可以确定需要调节该调节平台，进而根据成像位置、
预设参考位置、聚焦程度以及预设聚焦程度，生成相应的调节指令。

[0060] 图4为本申请实施例提供的另一种空间光快速和高效耦合的调节方法的流程示意图。可选地，如图4所示，上述根据成像位置、预设参考位置、聚焦程度以及预设聚焦程度，生
成调节指令，包括：

[0061] S201、根据成像位置处所成像光斑的坐标和预设参考位置的坐标，获取坐标偏差。

[0062] S202、根据聚焦程度和预设聚焦程度，确定调节轴的调节参数。

[0063] S203、根据坐标偏差和调节轴的调节参数，生成调节指令。

[0064] 其中，可以通过获取成像位置处所成像光斑的坐标和预设参考位置的坐标之间的坐标偏差，根据该坐标偏差生成调节指令，而该调节指令可以用于将当前成像位置处所成
像光斑的坐标调节至该预设参考位置的坐标。

[0065] 其中，需要说明的是，预设参考位置的确定可以通过预设标准光源来确定，即将该预设标准光源作为该装置中的光源，可以先通过调节该预设标准光源的角度使得在某角度
下光功率值可以满足预设光功率值，则可以将该预设标准光源在成像设备中的成像位置作
为该预设参考位置。当然，需要说明的是，本申请在此并不对该预设光功率值的具体值进行
限定，根据实际的应用场景可以进行相应的设置，进而使得调节待测光源所成像光斑的坐
标时，可以参照预设参考位置来调节，从而可以满足预设光功率值，获得较高的光耦合效
率。当然，需要说明的是，预设标准光源与待测光源可以为光源参数相近似的光源。

[0066] 可选地，采用预设标准光源确定该预设参考位置时，可以先采用预设标准光源实现空间光快速和高效耦合的调节装置的初始校准。比如，成像设备为CMOS相机，可以调节
CMOS相机的位置使分束器分出的第二束光刚好聚焦于CMOS相机的感光面上，并且使光斑中
心正好处于COMS相机视野正中心，此时，经过分束器的两束光落在单模光纤端面的光斑和
落在COMS相机端面的光斑处于共轭状态，完成调节以后固定好第二聚焦透镜和COMS相机，
即可完成初始校准。

[0067] 图5为本申请实施例提供的又一种空间光快速和高效耦合的调节方法的流程示意图。可选地，如图5所示，上述根据坐标偏差和调节轴的调节参数，生成调节指令，包括：

[0068] S301、根据坐标偏差，生成第一调节指令，第一调节指令用于调节光源的空间位置。

[0069] 其中，第一调节指令可以包括调节光源空间位置的调节方向和调节大小，需要说明的是，若调节平台用于调节调节光源空间位置的调节轴包括多个时，需要确定各调节轴
的调节方向和调节大小，进而根据各调节轴的调节方向和调节大小，生成各调节轴对应的
调节指令。比如，调节平台包括上述X轴和Y轴两个调节轴时，可以分别生成X轴和Y轴对应的
调节指令，使得根据调节指令调节后，将当前成像位置处所成像光斑的坐标调节至该预设
参考位置的坐标。

[0070] S302、根据调节轴的调节参数，生成第二调节指令，第二调节指令用于调节光源的发射角度。

[0071] 第二调节指令可以包括调节光源发射角度的调节方向和调节大小，可选地，可以通过第一调节指令对光源的空间位置进行调节之后，再通过第二调节指令，对光源的发射
角度进行调节。

[0072] 比如，调节平台包括多个调节轴(上述Z轴、TX轴及TY轴等轴)时，可以分别生成各调节轴(Z轴、TX轴及TY轴等轴)对应的调节指令，使得根据各调节指令调节后，可以将成像
位置处所成像光斑的光斑聚焦值调节为预设光斑聚焦值，进而在该预设光斑聚焦值下可以
获得较高的耦合效率。

[0073] 可选地，上述调节平台可以为五轴电动调节平台，将上述经过校正后的空间光快速和高效耦合的调节装置中的预设标准光源替换为待测光源，对于该待测光源在进行调节
时，可以参考下述的过程：

[0074] 第一步，搜索光斑(目的是针对待测光源初始偏斜程度过大，光束经过分束器无法落在相机视野中)；

[0075] (1)根据成像位置处所成像光斑，读取当前光斑聚焦值(用于判断光斑的聚焦程度，其值越大，聚焦程度越高)，如果光斑聚焦值低于设定光斑阈值(比如，0.1)，就开始控制
电机使光斑在相机视野的坐标从左上角往右下角移动X、Y轴，每次移动一预设移动距离(比
如，0.3mm)，移动以后读取一次光斑聚焦值，判断光斑聚焦值是否大于0.1，如果大于0.1，就
结束搜索光斑步骤，如果低于0.1，就重复当前步骤预设次数(比如，9次)。如果重复预设次
数依然没有找到光斑，回到电机初始位置，然后执行搜索光斑第(2)步。

[0076] (2)开始控制电机使光斑在相机显示的坐标从右上角往左下角移动X、Y轴，每次移动一预设移动距离(比如，0.3mm)，移动以后读取一次光斑聚焦值，判断光斑聚焦值是否大
于光斑阈值(比如，0.1)，如果大于，就结束搜索光斑步骤，如果低于，就重复当前步骤预设
次数(比如，9次)。如果重复预设次数依然没有找到光斑，回到电机初始位置，然后执行搜索
光斑第(3)步。

[0077] (3)控制电机使光斑在相机显示的坐标从左下角往右上角移动X、Y轴，参见步骤(1)和(2)的过程，如果重复预设次数找到光斑，就结束搜索光斑步骤，若依然没有找到光
斑，回到电机初始位置，控制电机使光斑在相机显示的坐标从右下角往左上角移动X、Y轴，
重复多次直至找到光斑。

[0078] 第二步，将图像中的光斑居中；

[0079] 读取光斑质心坐标X，Y，计算出质心X，Y坐标距离预设参考位置的中心点坐标的像素差距，可选地，可以用质心X方向的像素差距乘以电机X方向移动一颗像素所对应的距离
值，得出电机X轴所要移动的距离，用质心Y方向的像素差距乘以电机Y方向移动一颗像素所
对应的距离值，得出电机Y轴所要移动的距离，根据电机X轴所要移动的距离和电机Y轴所要
移动的距离即可生成调节指令，从而控制调节平台的X轴和Y轴进行调节。

[0080] 可选地，还可以获取光斑质心X坐标与TX轴拟合的斜率，并根据上述预设标准光源光斑质心X与TX轴移动的截距和预设标准光源光斑质心X在TX轴移动的斜率，计算出TX轴需
要偏转的角度，比如，可以参见下述公式获取：TX轴需要偏转的角度＝(当前待测光源光斑
质心X坐标与Z轴拟合的斜率‑预设标准光源光斑质心X与TX轴移动的截距)/预设标准光源
光斑质心X在TX轴移动的斜率。

[0081] 可选地，还可以获取光斑质心Y坐标与TY轴拟合的斜率，并根据预设标准光源光斑质心Y与TY轴移动的截距与预设标准光源光斑质心Y在TY轴移动的斜率，计算出TY轴需要偏
转的角度，比如，可以参见下述公式获取：TY轴需要偏转的角度＝(当前待测光源光斑质心Y
坐标与Z轴拟合的斜率‑预设标准光源光斑质心Y与TY轴移动的截距)/预设标准光源光斑质
心Y在TY轴移动的斜率。

[0082] 其中，需要说明的是，预设标准光源光斑质心X与TX轴移动的截距、预设标准光源光斑质心X在TX轴移动的斜率、预设标准光源光斑质心Y与TY轴移动的截距、预设标准光源
光斑质心Y在TY轴移动的斜率，可以参见下述的过程过程进行计算。

[0083] (1)调整TX轴：TX轴一共移动第一预设次数(比如，10次)，每次移动预设步距(比如，0.5mm)，在移动的时候记录当前步的光斑聚焦值和电机的当前位置。将该10次移动过程
中光斑聚焦值的极大值对应的X轴位置和光斑聚焦值的极大值前后的一个X轴位置都计算，
将这三个光斑聚焦值和三个X轴位置做抛物线拟合运算(横轴X轴位置，纵轴光斑聚焦值)，
得出X轴需要移动到光斑聚焦值的最大值对应的X轴位置，其中，由于10次移动过程中光斑
聚焦值的极大值对应的X轴位置可能并不是光斑聚焦值的最大值，因此，通过拟合的方式可
以求得X轴位置光斑聚焦值的极大值。

[0084] (2)调整TY轴：TY轴一共移动第二预设次数(比如，10次)，每次移动预设步距(比如，0.5mm)，在移动的时候记录当前步的光斑聚焦值和电机的当前位置。将该10次移动过程
中光斑聚焦值的极大值对应的Y轴位置和光斑聚焦值的极大值前后的一个Y轴位置都计算，
将这三个光斑聚焦值和三个Y轴位置做抛物线拟合运算(横轴Y轴位置，纵轴光斑聚焦值)，
得出Y轴需要移动到光斑聚焦值的最大值对应的Y轴位置。具体拟合原因可参见上述(1)的
相关说明，本申请在此不再赘述。

[0085] (3)调整Z轴：Z轴一共移动第三预设次数(比如，10次)，每次移动预设步距(比如，0.04mm)，在移动的时候记录当前的光斑聚焦值，光斑质心X，Y坐标和电机的当前位置。将该
10次移动过程中光斑聚焦值极大值对应的Z轴位置和光斑聚焦值的极大值前后的一个Z轴
位置都计算，将这三个光斑聚焦值和三个X轴位置做抛物线拟合运算(横轴Z轴位置，纵轴光
斑聚焦值)，得出Z轴需要移动到光斑聚焦值的最大值对应的Z轴位置。具体拟合原因可参见
上述(1)的相关说明，本申请在此不再赘述。

[0086] 综上，在预设标准光源下，在得到X轴需要移动到光斑聚焦值的最大值对应的X轴位置后，即可得到预设标准光源光斑质心X与TX轴移动的截距和预设标准光源光斑质心X在
TX轴移动的斜率；在得到Y轴需要移动到光斑聚焦值的最大值对应的Y轴位置后，即可得到
预设标准光源光斑质心Y与TY轴移动的截距和预设标准光源光斑质心Y在TY轴移动的斜率。
而在得到Z轴需要移动到光斑聚焦值的最大值对应的Z轴位置后，则可以根据当前的Z轴位
置和光斑聚焦值的最大值对应的Z轴位置的位置偏差，调节当前的Z轴位置至光斑聚焦值的
最大值对应的Z轴位置，进而可以在TX轴、TY轴及Z轴对光源的角度进行调节，使得最终调节
后的光功率值可以满足预设光功率值，获得较高的耦合效率。

[0087] 可选地，上述若根据功率信息确定调节调节平台，包括：接收光功率计传输的功率信息；判断功率信息是否小于预设光功率值；若小于，确定调节所述调节平台。

[0088] 其中，确定是否要调节该调节平台，可以通过比较光功率计传输的功率信息所对应的光功率值与预设光功率值的大小来确定，可选地，光功率计传输的功率信息所对应的
光功率值小于预设光功率值时，可以确定调节该调节平台，但不以此为限。

[0089] 可选地，预设光功率值可以为预设标准光源作用下所测量的光功率值，本申请在此并不对该值的大小进行限定，根据实际的应用可有所不同。

[0090] 以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，或，一个
或多个微处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)，或，一个或者多个现场可编程门
阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)等。再如，当以上某个模块通过处理元
件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(Central 
Processing Unit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成
在一起，以片上系统(system‑on‑a‑chip，简称SOC)的形式实现。

[0091] 图6为本申请实施例提供的一种电子设备结构示意图。如图6所示，该电子设备可以包括：处理器510、存储介质520和总线530，存储介质520存储有处理器510可执行的机器
可读指令，当电子设备运行时，处理器510与存储介质520之间通过总线530通信，处理器510
执行机器可读指令，以执行上述方法实施例的步骤。具体实现方式和技术效果类似，这里不
再赘述。

[0092] 可选地，本申请还提供一种存储介质，存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述方法实施例的步骤。具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘
述。

[0093] 在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅
仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结
合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的
相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通
信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

[0094] 所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个
网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目
的。

[0095] 另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单
元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

[0096] 上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机
设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(英文：processor)执行本申
请各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器
(英文：Read‑Only Memory，简称：ROM)、随机存取存储器(英文：Random Access Memory，简
称：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

[0097] 需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之
间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在
涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些
要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设
备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除
在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

[0098] 以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修
改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在
下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需
要对其进行进一步定义和解释。以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本
申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原
则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。