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一种基于图像处理的光纤 - 波导自动对准耦合仪

成果类型：: 发明专利

发布时间: 2025-10-15 12:40:09

科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 陈杰 | 2025-10-15 12:40:09
成果简介 技术亮点 应用前景 团队概括 产生的效益 转化方式

该成果属于光纤通信和光纤传感技术领域，由图像采集模块、图像处理与控制模块、运动执行模块和人机交互模块组成。通过两组显微镜 - CMOS 相机采集耦合点侧面及端面图像，经图像处理提取边缘特征、计算偏差并消除，实现初通光后通过逐轴迭代拟合算法搜索最大耦合点，完成光纤与 Y 波导的自动对准耦合，避免人工对准的长时间操作，具有体积小、成本低、效率高的特点

创新性地采用 ARM 处理器与触摸屏人机交互，体积小且成本低；通过数字图像处理实现初通光，达到亚像素对准精度，替代人工操作；利用 CMOS 相机检测光强代替光功率计，实现高实时性反馈；采用逐轴迭代拟合算法（二次函数拟合 + 步距优化）搜索最大耦合点，提升对准精度与稳定性

主要应用于光纤陀螺制造中保偏光纤与 Y 波导的耦合封装，也适用于光纤通信领域的光波导器件连接，可提升耦合效率与精度，降低损耗，支撑军事、航空、地质勘探等领域惯性测量设备及光通信模块的高性能制造，应用前景广泛

研发团队核心成员为宋凝芳、李亮、冯迪、张春熹，均来自北京航空航天大学，在光纤通信与传感技术领域具有深厚积累。团队分工明确，宋凝芳、张春熹主导整体方案设计，李亮参与图像处理算法研发，冯迪负责运动执行模块优化，共同完成自动对准耦合技术的突破

文档未提及具体研发经费及收益。该成果可减少人工操作成本，提高光纤 - 波导耦合效率与精度，降低耦合损耗，推动光纤陀螺及光电子器件制造技术进步，对提升我国高端惯性导航与光通信器件竞争力具有重要意义

可通过技术转让、技术合作等方式转化，期望与光纤陀螺生产企业（如航天科技集团相关单位）、光电子器件制造商合作，将技术集成至生产线，优化设备工艺，推动产业化应用（基于技术属性合理推导）