光通信以其大容量、高速率、损耗低、保密性好等众多优点,已成为当今社会信息传递的重要支柱。光通信的广泛应用,对光通信器件需求数量日益增加,同时对光通信器件体积、功耗的要求也日趋苛刻。由铌酸锂（LiNbO₃）晶体制作的电光调制器具有较低的功耗、较小的体积和较高的调制带宽等优点被广泛应用于高速光纤通信系统中。铌酸锂在加工成电光调制器的过程中,采用人工六维对准耦合的传统组装方法存在效率低、器件一致性差等缺点,难以满足日益增长的光通信需求,由铌酸锂晶体制成的光调制器自动组装技术也因此成为目前急需解决的问题。通过阅读文献发现,国内外基于机器视觉的电光元件自动对准大多为波导器件,本文以铌酸锂晶体对准任务开展研究,通过合理地设计对准模型,使用图像处理技术获取透明铌酸锂晶体边缘定位,实现了高效的铌酸锂晶体对准,具有很高的创新价值和应用价值。具体研究成果和内容总结如下:1、针对铌酸锂自动对准的需求,简要介绍了耦合对准的基本原理,依据耦合损耗的理论分析,建立三维空间位置与角度的六维自动对准模型,并根据该模型进行仿真,详细分析对准误差对耦合效率和耦合损耗的影响。通过仿真对比发现,对准系统对径向偏差的要求要高于轴向偏差,角度偏差对旋转角度的误差非常敏感,为对准系统的方案设计提供理论依据。2、针对铌酸锂晶体在采集过程中存在噪声,不能精确还原透明光器件图像边缘特征的问题,本文提出了一种基于互信息的中值滤波器,该滤波器相比中值滤波器性能更优良,即使在高密度噪声的情况下,也能很好的滤除噪声,准确还原透明光器件图像边缘特征;针对传统边缘检测算子性能受阈值选择影响的问题,本文研究算子最佳阈值选择问题,并使用双阈值连接改进传统边缘检测算子,简化阈值选择并获得最优效果;针对传统边缘算子的检测结果是像素级的,定位精度不够的问题,本文研究了亚像素边缘检测技术,改进局部区域效应的亚像素边缘检测算法,提高检测精度,使其更适合透明光器件图像边缘特征提取和精准定位。3、针对人工对准铌酸锂晶体耗时长、成品率低、个体间一致性差的问题,本文设计了一种铌酸锂晶体自动对准系统,详细介绍了系统组成和实现方式。该系统首先使用张氏标定法针对光学成像系统存在的畸变问题对相机进行了标定;其次,由于打光方式是整个系统成败的关键,所以本文通过实验测试光源打光是否均匀;最后,采集铌酸锂晶体的侧视图和俯视图,分别对其亚像素边缘检测和边缘直线拟合,根据拟合后的数据计算运动结构的步进量完成整个对准过程。通过实验验证,本系统总插入损耗小于3.5dB,满足铌酸锂晶体对准的要求。