Методика первичной юстировки канального оптического волновода и волоконной линзы с помощью системы технического зрения

Методика первичной юстировки канального оптического волновода и волоконной линзы с помощью системы технического зрения

Автор: Карнаушкин Павел Викторович, Скляренко Максим Сергеевич

Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics

Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии

Статья в выпуске: 1 т.46, 2022 года.

Бесплатный доступ

Работа посвящена разработке методики первичной юстировки волоконной линзы и канального волновода фотонной интегральной схемы с использованием методов компьютерного зрения. Описана конструкция и основные узлы системы технического зрения с освещением юстируемых объектов в отраженном свете. Методика включает поиск пространственного положения торца фотонной интегральной схемы, зафиксированной под углом 90 ± 1° к горизонтальной оси кадра, поиск координат кончика и угла волоконной линзы и последующую корректировку положения волоконной линзы с помощью системы манипуляторов. Представлены метод поиска и отбора единственной линии, соответствующей торцу фотонной интегральной схемы, с помощью преобразования Хафа; способы группировки разрывных контуров волоконной линзы и поиска истинного контура на основе априорной информации о геометрии линзы; варианты подавления шумов и учета различных дефектов на изображениях. Экспериментально показано, что погрешность определения угла волоконной линзы зависит от расстояния между линзой и торцом фотонной интегральной схемы. Установлено, что представленная методика позволяет определять продольное и угловое смещения между волоконной линзой и торцом фотонной интегральной схемы с абсолютными значениями погрешностей

Еще

Фотонная интегральная схема, волновод, волоконная линза, техническое зрение, юстировка

Короткий адрес: https://sciup.org/140290706

IDR: 140290706   |   DOI: 10.18287/2412-6179-CO-919

Список литературы Методика первичной юстировки канального оптического волновода и волоконной линзы с помощью системы технического зрения

  • Urino Y, Usuki T, Fujikata J, Ishizaka M, Yamada K, Horikawa T, Nakamura T, Arakawa Y. High-density and wide-bandwidth optical interconnects with silicon optical interposers. Photon Res 2014; 2(3): A1-A7.
  • Suzuki K, Takiguchi K, Hotate K. Monolithically integrated resonator microoptic gyro on silica planar lightwave circuit. J Lightw Technol 2000; 18(1): 66-72.
  • Kim H-T, Yu M. Cascaded ring resonator-based temperature sensor with simultaneously enhanced sensitivity and range. Opt Express 2016; 24(9): 9501-9510.
  • Lefevre H. The fiber-optic gyroscopes. Artech House; 1993.
  • O'Brien P, Carrol L, Eason C, Lee JS. Packaging of silicon photonic devices. Top Appl Phys 2016; 122: 217-236.
  • Tang Z, Zhang R, Shi FG. Effects of angular misalignments on fiber-optic alignment automation. Opt Commun 2001; 196(1-6): 173-180.
  • Mizukami M, Hirano M, Shinjo K. Simultaneous alignment of multiple optical axes in a multistage optical system using Hamiltonian algorithm. Opt Eng 2001; 40(3): 448454.
  • Fuh CC, Hsu YC, Li RH, Tsai HH. Simplex method applied in the fiber-optic alignment. Proceedings of Research for an International Conference 2017: 7-8.
  • Zheng Y, Kai XC, Duan JA, Li BB. Automated visual position detection and adjustment for optical waveguide chips and optical fiber arrays. J Cent South Univ 2015; 22: 38683875.
  • Zheng Y, Xia B. High precision fast line detection of alignment and coupling for planar optical waveguide device. Optik 2017; 145: 519-528.
  • Canny J. A computational approach to edge detection. IEEE Trans Pattern Anal Mach Intell 1986; PAMI-8(6): 679-698.
  • Lucas M. Splicer alignment technologies - White Paper. Fujikura: 1-9.
  • Inada K, Watanabe O, Taya H. Splicing of fibers by the fusion method. IEEE J Sel Areas Commun 1986; SAC-4(5): 706-713. DOI: 10.1109/JSAC.1986.1146381.
  • Wang S, Zhang Y. A robust alignment algorithm for microprocessor based fiber fusion splicer. 2009 2nd Int Congress on Image and Signal Processing 2009: 1-4. DOI: 10.1109/CISP.2009.5305160.
  • Otsu N. A threshold selection method from gray-level histograms. IEEE Trans on System, Man and Cybernetics 1979; 9(1): 62-66.
  • Feng Y, Zhang J, Wan S. A new edge detection algorithm based on Canny idea. AIP Conf Proc 2017; 1890(1): 040011.
  • Fang M, Yue GX, Yu OC. The Study on an application of Otsu method in Canny operator. Proc 2009 Int Symposium on Information Processing (ISIP'09) 2009: 109-112.
  • Buades A, Coll B, Morel JM. Non-local means denoising. Image Process Line 2011; 1: 208-212. DOI: 10.5201/ipol.2011.bcm_nlm.
  • Duda R, Hart P. Use of the Hough transformation to detect lines and curves in pictures. Commun ACM 1972; 15(1): 11-15.
  • Sklyarenko MS. Accuracy estimation of object tracking methods for identification of 2D-coordinates and velocities of mechanical systems based on digital photography data. Computer Optics 2015; 39(1): 125-135. DOI: 10.18287/0134-2452-2015-39-1-125-135.
  • Suzuki S, Abe K. Topological structural analysis of digitized binary images by border following. Computer Vision, Graphics, and Image Processing 1985; 30(1): 32-46.
  • Toussaint GT. Solving geometric problems with the rotating calipers. Proceedings of IEEE MELECON'83 1983. Source: (https://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download7do i=10.1.1.155.5671&rep=rep1&type=pdf>. DOI: 10.1.1.155.5671.
  • Sklansky J. Finding the convex hull of a simple polygon. Pattern Recognit Lett 1982; 1(2): 79-83. DOI: 10.1016/0167-8655(82)90016-2.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp