CN103091785A - 一种光学部件的固持方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种光学部件的固持方法，步骤：a）将待固持的光学部件底部、支撑块进行相应的处理；b）将光学部件放在基片上，使支撑块自适应地靠紧光学部件；c）胶粘/焊接。一种光学部件的固持装置，包括光学部件、支撑块，光学部件的底部左右两侧与支撑块表面具有相匹配的形状，其的接触部分为一条空间直线或近似为一条空间直线；采用胶或焊接等方式进行连接固定。其优点是：由于支撑块与光学元件的接触部分为一条直线，从而可使填充的胶层是均匀的，确保了光学元件的温度性能；而且由于支撑块是基于自适应原理靠紧光学元件的，对其自身的加工精度要求并不高，成本低，装配容易，有效地解决了自由空间中光学元件装配自由度、精度及温度性能的问题。

Description

一种光学部件的固持方法及装置
技术领域
本发明属于光通信技术领域，具体涉及一种光学部件的固持方法及装置。 
背景技术
随着光纤通讯产品逐渐向小型化、集成化发展，传统采用光纤熔接将各个光无源/光有源器件串接起来装配成光电模块的工艺已不再适用。 
为了进一步实现光模块的小型化，当前有两类较为可行的技术方案：一种是采用平面光波导集成方式；另一种是采用阵列式的光学部件，例如光纤阵列、透镜阵列等，然后在自由空间中进行装配。对于平面波导集成技术，具有很好的技术前景，但其生产技术的门槛非常高，初期设备资金的投入大，而且仍有较多的功能模块不适合集成，目前仅适合大批量特定功能光模块芯片的生产，无法灵活地根据客户需求进行定制生产。而采用阵列式的光学元件，除了对元件自身的加工精度有较高要求外，光学元件之间的相对位置也需要具有非常高的装配精度。如图1所示，光纤阵列和透镜阵列进行调试装配，目前工艺主要采用图2所示的方式，即在光纤阵列和透镜阵列之间的缝隙处，填充胶或焊锡进行固定。为了达到最佳的耦合效率，光学元件间会产生较大的间隙，且不均匀，即胶层或焊锡层厚薄不均，从而使得产品温度性能较差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种光学部件的固持方法及装置，它可用较低的元件加工精度，来达到各个光学部件的高精度定位的要求，并使得该装置具有良好的温度稳定性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种光学部件的固持方法，其特征在于：包括如下步骤：
a）将待固持的光学部件进行预处理或预加工，将其底部左右两侧加工出两个斜面或曲率半径为R1的圆弧面；相应地，将支撑块具有一个曲率半径为R2的圆弧面或斜面；
b）将上述光学部件放在平行平板状基片上，在自由空间中进行光学部件的位置调节后，从两侧推动两个以上的支撑块，使支撑块自适应地靠紧光学部件，使得支撑块圆弧面或斜面与光学部件斜面或圆弧面接触部分，构成两条空间直线或近似空间直线，从而唯一定位光学部件；
c）使用粘结剂/焊锡，可将光学部件与支撑块、支撑块与基片之间的接触部分一一胶粘/焊接固定。
一种光学部件的固持装置，包括光学部件，其特征在于：所述光学部件的底部左右两侧为斜面或曲率半径为R1的圆弧面；还包括设置于所述光学部件的底部左右两侧的两个以上的支撑块，所述支撑块表面具有与所述光学部件的底部相匹配的形状，即所述支撑块具有一个曲率半径为R2的圆弧面或斜面；所述光学部件与所述支撑块的接触部分为一条空间直线或近似为一条空间直线；所述光学部件的底部左右两侧的斜面或圆弧面与所述支撑块的圆弧面或斜面之间的间隙可采用胶或焊接等方式进行连接固定。
优选的，所述光学部件底部两侧斜面的倾角为10～80度；所述支撑块斜面的倾角为10～80度。
优选的，所述光学部件底部两侧圆弧面高低端连线构成的倾角为10～80度；所述支撑块圆弧面高低端连线构成的倾角为10～80度。
优选的，当所述光学部件与支撑块同为圆弧面时，所述光学部件的曲率半径R1与所述支撑块曲率半径R2的比值或大于10，或小于1/10。
优选的，所述光学部件两侧面或同时为斜面，或同时为圆弧面，或一侧为斜面另一侧为圆弧面。
优选的，所述光学部件的底部左右两侧的支撑块各设置两个。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：由于本发明中的支撑块与光学元件的接触部分为一条直线，从而可使填充的胶层是均匀的，确保了光学元件的温度性能；而且由于支撑块是基于自适应原理靠紧光学元件的，对其自身的加工精度要求并不高，成本低，装配容易，有效地解决了自由空间中光学元件装配自由度、精度及温度性能的问题。
附图说明
图1为现有技术中的光纤阵列与透镜阵列装配的立体图；
图2为现有技术中的光纤阵列与透镜阵列装配的主视图；
图3为本发明实施例一中光学部件的斜面与半圆柱形支撑块配合的立体图；
图4为沿图3中A-A线的剖视图；
图5为图3中光学部件底面与基片表面存在倾角θ时沿A-A线的剖视图；
图6为本发明实施例二中光学部件的圆弧面与三角柱形支撑块配合的截面图；
图7为本发明实施例二中光学部件的内凹圆弧面与带侧边的圆柱形支撑块配合的截面图；
图8为本发明实施例三中半圆柱体型光学部件与三角柱形支撑块配合的截面图；
图9为本发明实施例四中圆柱体型光学部件与半圆柱形支撑块配合的截面图；
图10为本发明实施例五中较长的光学部件的斜面与四个半圆柱形支撑块配合的立体图。
具体实施方式
下面结合附图实施例，对本发明做进一步描述：
实施例一
如图3、图4所示，将光学部件2的两侧加工出与底平面成10～80度的斜面21、22。然后把光纤阵列1和光学部件2 在平行平板状的基片6上完成光学部件2的自由调节。完成调节后，将两个半圆柱形的支撑块4、5分别沿着基片6表面推动，令其分别靠紧光学部件2两侧的斜面21、22，从而使支撑块4、5在底面紧贴基片6表面的同时，其圆弧面41和51也分别与斜面21、22紧密接触。此时，其圆弧面41与斜面21的接触部分为一条空间直线，同样圆弧面52与斜面22的接触部分也会构成另一条空间直线。这两条直线唯一确定了光学部件2的空间位置。最后通过填充粘结剂，便可将光学部件2与支撑块4、5及支撑块4、5与基片6之间粘结固定为一个整体。利用上述装置及方法，由于接触部分为一条直线，从而可使填充的胶层也是均匀的，最终确保了产品的温度性能。
当光学部件2的底平面与基片6表面并非相互平行时，即存在倾角θ，如图5所示，随着支撑块4、5的自适应靠紧吻合，也将使得其圆弧面41、51与光学部件2的斜面21、22的接触部分为两条空间直线。
实施例二
图6所示，当光学部件2的两个侧面为圆弧面21、22时，支撑块4、5的形状也相应地为三角柱形。此时由光学部件2的圆弧面21、22与三角柱形支撑块4、5的两个侧平面41、51靠紧，其接触部分构成两条空间直线。
图7所示，光学部件2的两个侧面为内凹的圆弧面21、22时，如果其曲率半径R1较大，支撑块4、5相应地加工为带侧边的圆柱形支撑块，且其半径R2远小于R1，通常差一个数量级。这样，当光学部件2的圆弧面21、22与支撑块4、5的圆弧面41、51靠紧，其接触部分构成两条空间直线。
实施例三
如图8所示，当光学部件2为半圆柱体时，支撑块4、5可选择三角柱形。
实施例四
如图9所示，当光学部件2为圆柱体时，除了选择图8所示的三角柱型支撑块以外，还有将光学部件2加工出两个斜面21、22，这样就可以选用半圆柱形支撑块4、5进行固持了。
实施例五
图10所示，当待固持的光学部件2比较长时，分别在光学部件2两个斜面21、22的各放置两个支撑块4、5，使得它们与光学部件2的四个底角面紧密贴合，其接触部分构成4段直线。从而达到均匀固持光学部件2的目的。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种光学部件的固持方法，其特征在于：包括如下步骤：
a）将待固持的光学部件进行预处理或预加工，将其底部左右两侧加工出两个斜面或曲率半径为R1的圆弧面；相应地，将支撑块具有一个曲率半径为R2的圆弧面或斜面；
b）将上述光学部件放在平行平板状基片上，在自由空间中进行光学部件的位置调节后，从两侧推动两个以上的支撑块，使支撑块自适应地靠紧光学部件，使得支撑块圆弧面或斜面与光学部件斜面或圆弧面接触部分，构成两条空间直线或近似空间直线，从而唯一定位光学部件；
c）使用粘结剂/焊锡，可将光学部件与支撑块、支撑块与基片之间的接触部分一一胶粘/焊接固定。
2.一种光学部件的固持装置，包括光学部件，其特征在于：所述光学部件的底部左右两侧为斜面或曲率半径为R1的圆弧面；还包括设置于所述光学部件的底部左右两侧的两个以上的支撑块，所述支撑块表面具有与所述光学部件的底部相匹配的形状，即所述支撑块具有一个曲率半径为R2的圆弧面或斜面；所述光学部件与所述支撑块的接触部分为一条空间直线或近似为一条空间直线；所述光学部件的底部左右两侧的斜面或圆弧面与所述支撑块的圆弧面或斜面之间的间隙可采用胶或焊接等方式进行连接固定。
3.根据权利要求2所述的光学部件的固持装置，其特征在于：所述光学部件底部两侧斜面的倾角为10～80度；所述支撑块斜面的倾角为10～80度。
4.根据权利要求2所述的光学部件的固持装置，其特征在于：所述光学部件底部两侧圆弧面高低端连线构成的倾角为10～80度；所述支撑块圆弧面高低端连线构成的倾角为10～80度。
5.根据权利要求2所述的光学部件的固持装置，其特征在于：当所述光学部件与支撑块同为圆弧面时，所述光学部件的曲率半径R1与所述支撑块曲率半径R2的比值或大于10，或小于1/10。
6.根据权利要求2所述的光学部件的固持装置，其特征在于：所述光学部件两侧面或同时为斜面，或同时为圆弧面，或一侧为斜面另一侧为圆弧面。
7.根据权利要求2所述的光学部件的固持装置，其特征在于：所述光学部件的底部左右两侧的支撑块各设置两个。
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