CN101630046B - 一种光收发器件中光发射端二维耦合的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光收发器件中光发射端二维耦合的方法和装置，将方形金属件固定于耦合定位装置中，并使可通光的圆形通孔朝上，给激光发射元件输入电流；将圆柱形金属件置于方形金属件上，使圆柱形金属件的一端紧贴方形金属件的圆形通孔表面，并将光接收插头插入另一端；旋拧耦合定位装置上的调节螺钉顶压圆柱形金属件外圈上的圆锥形面，并查看光接收插头输出的光功率，当光功率达到预定值时，停止旋拧调节螺钉；用激光焊机点焊两者紧贴面的圆形边沿，完成焊接。采用了本发明的技术方案，能够保证焊接组装前后光收发器件的光功率输出十分稳定，极大提高成品合格率。

Description

一种光收发器件中光发射端二维耦合的方法和装置
技术领域
本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光收发器件中光发射端二维耦合的方法和装置。
背景技术
目前，生产光收发器件的方法是用特制的装置将具有导向激光功能的圆柱形金属件的中轴与带激光发射元件的方形金属件的中轴对中，对中要求同轴度0.9微米。
特制的装置的上端设置有可上下垂直移动的滑动机构，滑动机构上设置有固定装置，将具有导向激光功能的圆柱形金属件固定于滑动机构上，并将光接收插头插入圆柱形金属件的一端。装置的下端设置有能水平二维移动的平台，旋动调节螺钉可移动平台，在平台的上方超出整个光收发器件长度的位置处设置有定位机构，将带激光发射元件的方形金属件放入定位机构中固定，给激光发射元件输入电流。向下移动滑动机构使圆柱形金属件另一端面贴紧方形金属件的上表面，固定滑动机构不动，旋动调节螺钉移动平台，查看光接收插头端输出的光功率，当光功率达到预定值时，停止调节螺钉，用激光焊机点焊方形金属件与圆柱形金属件紧贴面的圆形边沿，完成焊接固定方形金属件与圆柱形金属件。
由于在局部加热再冷却焊接方形金属件与圆柱形金属件过程中产生不平衡的热应力，特别是焊接点距离平台水平调节点整个光收发器件长度，导致产生转动力矩，使带激光发射元件的方形金属件的中轴相对于圆柱形金属件的中轴产生角位移。
从特制的装置中取出光收发器件重新测试输出的光功率，一般低于预定值，当实测光功率输出值低于预定值的下限时判定为不合格品，需要将不合格品进行返修直到满足光功率输出预定值范围。采用这种耦合方法和装置一次合格率仅30％，多数不良品必须返修后才能合格，生产效率低，废品率高。
发明内容
本发明的目的在于提出一种光收发器件中光发射端二维耦合的方法和装置，能够消除由于焊接热应力产生的转动力矩导致的角位移，使得焊接组装前后光收发器件的光功率输出十分稳定，极大提高成品合格率。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种光收发器件中光发射端二维耦合的方法，包括以下步骤：
A、制备一个带激光发射元件的方形金属件，方形金属件上与激光发射元件正对面设置有可通光的圆形通孔；
B、制备一个设置有圆形通孔的具有导向激光功能的圆柱形金属件，圆柱形金属件外圈设置有圆锥形面；
C、在耦合定位装置的基座一侧设置有导向槽，制备一个设置有圆孔的拖板，将方形金属件下部的激光发射元件放置在拖板的圆孔中，将拖板沿着导向槽插入耦合定位装置，耦合定位装置的基座中部侧面的紧定螺钉和垫块固定方形金属件，并使可通光的圆形通孔朝上，给激光发射元件输入电流；
D、将圆柱形金属件置于方形金属件上，使圆柱形金属件的一端紧贴方形金属件的圆形通孔表面，并将光接收插头插入圆柱形金属件的另一端；
E、旋拧耦合定位装置上的调节螺钉顶压圆柱形金属件外圈上的圆锥形面，并查看光接收插头输出的光功率，当光功率达到预定值时，停止旋拧调节螺钉；
F、用激光焊机点焊方形金属件与圆柱形金属件紧贴面的圆形边沿，完成焊接固定方形金属件与圆柱形金属件。
圆柱形金属件外圈上的圆锥形面上部直径小于下部直径，耦合定位装置上的调节螺钉的中轴线与圆柱形金属件外圈上的圆锥形面的侧切面正交垂直。
一种光收发器件中光发射端二维耦合的装置，包括方形金属件、圆柱形金属件和耦合定位装置，方形金属件包括激光发射元件，并在激光发射元件正对面设置有可通光的圆形通孔；圆柱形金属件设置有圆形通孔，具有导向激光功能，圆柱形金属件外圈还设置有圆锥形面；耦合定位装置进一步包括基座和拖板，基座的上端设置有围绕基座中心均匀分布的顶针和调节螺钉，基座中部侧面设置有紧定螺钉和垫块，基座的一侧设置有导向槽，拖板上设置有圆孔，方形金属件下部的激光发射元件放置在拖板的圆孔中，拖板可以在导向槽中滑动，紧定螺钉和垫块用于固定方形金属件，圆柱形金属件放置在方形金属件上，圆柱形金属件的一端与方形金属件的圆形通孔连接，顶针和调节螺钉的顶端与圆柱形金属件外圈的圆锥形面接触，用于固定圆柱形金属件和方形金属件之间的位置。
基座下端为圆柱形，可以插入激光焊机的固定座中。
采用了本发明的技术方案，由于利用圆柱形金属件上的圆锥形面调节点紧靠焊接点，特别是通过耦合定位装置的设计，使顶针和调节螺钉围绕基座中心均匀分布，并且全部顶针和调节螺钉的中轴线交汇于一点，这样就消除了由于焊接热应力产生的转动力矩导致的角位移，使得焊接组装前、后光收发器件的光功率输出十分稳定，使得成品合格率达到90％以上；而且操作简便，生产适应力强，由于采用拖板结构设计，取消了固定圆柱形金属件滑动机构设计，简便了操作，降低工人的劳动强度，更加适于批量规模生产；同时快捷高效，节约生产时间，生产效率大幅度提高；另外耦合定位装置设计合理，取消复杂的运动机构，维护方便，制作成本低。
附图说明
图1是本发明具体实施方式中耦合定位装置在分解状态下结构示意图。
图2是本发明具体实施方式中耦合定位装置在组合状态下结构示意图。
图3是本发明具体实施方式中耦合定位装置与光收发器件在分解状态下结构示意图。
图4是本发明具体实施方式中耦合定位装置与光收发器件在组合状态下结构示意图。
图5是本发明具体实施方式中耦合定位装置与光收发器件在组合状态下剖面示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
图1是本发明具体实施方式中耦合定位装置在分解状态下结构示意图。图2是本发明具体实施方式中耦合定位装置在组合状态下结构示意图。如图1和图2所示，耦合定位装置包括基座11和拖板121。基座下端成圆柱形可插入激光焊机的固定座中。
基座11的主体为方形结构，基座上端12上设置有两个顶针凸台13和两个调节螺钉凸台16，顶针凸台13正中设置有顶针通孔14，调节螺钉凸台16正中设置有调节螺钉通孔17，顶针通孔中轴线15和调节螺钉通孔中轴线18与基座上端面12成相同夹角，并且相交于交汇点91，顶针通孔中轴线15和调节螺钉通孔中轴线18以交汇点91为中心圆周均匀分布。
组装时，将顶针21的一端球形顶头22朝向交汇点91插入顶针通孔14，再装入圆柱形橡胶垫31到顶针通孔14中与顶针21的另一端紧贴，再装入圆片41与圆柱形橡胶垫31紧贴，然后通过固紧螺钉81将挡件51固定在基座11上，挡件51上的螺纹孔52正对顶针通孔14，再将配有紧定螺母61的预紧螺钉71通过螺纹孔52旋入挡件51并且端面紧顶圆片41，使用小型耦合定位装置前旋紧预紧螺钉71，用扭力计检测预紧螺钉71的预紧力到0.04牛顿.米，但可以不限于是0.04牛顿.米，再将紧定螺母61旋紧紧贴挡件51表面，防止预紧螺钉71松动。
组装调节螺钉101，先将弹簧111套入调节螺钉101中，再通过螺纹102将调节螺钉101旋入调节螺钉通孔17，球形顶头103朝向交汇点91。
组装紧定螺钉141和垫块131，从基座11侧面旋入紧定螺钉141，再将垫块131插入紧定螺钉141端头的颈项槽142中，旋拧紧定螺钉141可推动垫块131平移。
拖板121上设置圆孔122，将拖板121通过导向槽19插入基座11。
图3是本发明具体实施方式中耦合定位装置与光收发器件在分解状态下结构示意图。图4是本发明具体实施方式中耦合定位装置与光收发器件在组合状态下结构示意图。如图3和图4所示，方形金属件151的下端设置有圆柱形的激光发射元件152，方形金属件151的上端设置有圆形通孔153，从激光发射元件152中引出激光发射元件引脚154。
组装时，从基座11中取出拖板121，将激光发射元件引脚154及激光发射元件152穿过圆孔122使方形金属件151平放在拖板121上，沿导向槽19推入拖板121到基座11中，再旋拧紧定螺钉141推动垫块131平移压紧固定方形金属件151。
带通孔的圆柱形金属件161中部设置有圆锥形面163，组装圆柱形金属件161时，将一头插入方形金属件151的圆形通孔153内，端面紧贴圆形通孔153的端面，旋拧调节螺钉101，可使球形顶头103和球形顶头22正交垂直顶压在圆锥形面163上，沿激光导向通孔162插入光接收插头171。
图5是本发明具体实施方式中耦合定位装置与光收发器件在组合状态下剖面示意图。如图5所示，圆柱形金属件外圈上的圆锥形面上部直径小于下部直径，球形顶头103和球形顶头22的中轴线正交垂直顶压在圆锥形面163的侧切面上，产生向下的压力，使得圆柱形金属件161的下端和方形金属件151的上端紧密结合。
当给激光发射元件引脚154输入直流电流，激光发射元件152发出激光信号，旋拧调节螺钉101调节圆柱形金属件161位置，查看光接收插头171端输出的光功率，当光功率达到预定值时，停止旋拧调节螺钉101，用激光焊机点焊方形金属件151与圆柱形金属件161紧贴面的圆形边沿，完成焊接固定方形金属件151与圆柱形金属件161。
在上面的描述中，为了解释的目的，陈述了许多特定细节以便能透彻理解本发明的实施例。本领域技术人员将认识到，可以对在此公开的实施例进行修改，例如对实施例的部件尺寸、结构、材料以及操作方式。因此，显而易见的是，对于本领域技术人员而言，可以在没有这些特定细节中的一些情况下实行一个或多个其他实施例。需要强调的是，与在附图中所说明并在说明书中所描述的那些等同的所有关系都被包含在本发明的实施例中，并不是将提供所述的特定实施例来限制本发明，而是说明它，因而应将本描述看作是说明性的而非限制性的。

Claims (4)

1.一种光收发器件中光发射端二维耦合的方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、制备一个带激光发射元件的方形金属件，方形金属件上与激光发射元件正对面设置有可通光的圆形通孔；
B、制备一个设置有圆形通孔的具有导向激光功能的圆柱形金属件，圆柱形金属件外圈设置有圆锥形面；
C、在耦合定位装置的基座一侧设置有导向槽，制备一个设置有圆孔的拖板，将方形金属件下部的激光发射元件放置在拖板的圆孔中，将拖板沿着导向槽插入耦合定位装置，耦合定位装置的基座中部侧面的紧定螺钉和垫块固定方形金属件，并使可通光的圆形通孔朝上，给激光发射元件输入电流；
D、将圆柱形金属件置于方形金属件上，使圆柱形金属件的一端紧贴方形金属件的圆形通孔表面，并将光接收插头插入圆柱形金属件的另一端；
E、旋拧耦合定位装置上的调节螺钉顶压圆柱形金属件外圈上的圆锥形面，并查看光接收插头输出的光功率，当光功率达到预定值时，停止旋拧调节螺钉；
F、用激光焊机点焊方形金属件与圆柱形金属件紧贴面的圆形边沿，完成焊接固定方形金属件与圆柱形金属件。
2.根据权利要求1所述的一种光收发器件中光发射端二维耦合的方法，其特征在于，圆柱形金属件外圈上的圆锥形面上部直径小于下部直径，耦合定位装置上的调节螺钉的中轴线与圆柱形金属件外圈上的圆锥形面的侧切面正交垂直。
3.一种光收发器件中光发射端二维耦合的装置，其特征在于，包括方形金属件、圆柱形金属件和耦合定位装置，方形金属件包括激光发射元件，并在激光发射元件正对面设置有可通光的圆形通孔；圆柱形金属件设置有圆形通孔，具有导向激光功能，圆柱形金属件外圈还设置有圆锥形面；耦合定位装置进一步包括基座和拖板，基座的上端设置有围绕基座中心均匀分布的顶针和调节螺钉，基座中部侧面设置有紧定螺钉和垫块，基座的一侧设置有导向槽，拖板上设置有圆孔，方形金属件下部的激光发射元件放置在拖板的圆孔中，拖板可以在导向槽中滑动，紧定螺钉和垫块用于固定方形金属件，圆柱形金属件放置在方形金属件上，圆柱形金属件的一端与方形金属件的圆形通孔连接，顶针和调节螺钉的顶端与圆柱形金属件外圈的圆锥形面接触，用于固定圆柱形金属件和方形金属件之间的位置。
4.根据权利要求3所述的一种光收发器件中光发射端二维耦合的装置，其特征在于，基座下端为圆柱形，可以插入激光焊机的固定座中。
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