CN103809281B - 光学标准具及其组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光学标准具，其包括：中空基座，其包括第一壁，以及与所述第一壁相向的第二壁，所述第一壁上设有第一开口，所述第二壁上设有第二开口，其中，所述第二壁的一面设置为弧形面；第一反射镜，设置于所述中空基座内，所述第一反射镜与所述第一开口的位置相对应；第二反射镜，与所述第一反射镜相对设置，设置于所述中空基座内，所述第二反射镜与所述第二开口的位置相对应；以及调整件，所述调整件可带动所述第二反射镜相对第一反射镜移动。与现有技术相比，本发明的光学标准具及其组装方法对第一反射镜与所述第二反射镜的平行度调节，操作简单且效率较高。

Description

光学标准具及其组装方法

技术领域

本发明涉及光学领域，尤其涉及一种光学标准具及其组装方法。

背景技术

随着现代通信及测量技术的不断进步，对波长输出及光通道锁定技术的要求越来越高，这在一定程度上也对光学标准具性能和稳定性提出了更高的要求。光学标准具包括实心光学标准具和空心光学标准具，实心光学标准具只能实现简单的条纹干涉，无法获得高精度的光学干涉谱线和标准具效应。然而，空心光学标准具需要将两片反射镜调整平行，操作难度较大，效率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光学标准具及其组装方法，该光学标准具及其组装方法可减小调节两片反射镜的平行度的操作难度，提升操作效率。

为实现上述发明目的，本发明提供一种光学标准具，其包括：

中空基座，其包括第一壁，以及与所述第一壁相向的第二壁，所述第一壁上设有第一开口，所述第二壁上设有第二开口，其中，所述第二壁的一面设置为弧形面；

第一反射镜，设置于所述中空基座内，所述第一反射镜与所述第一开口的位置相对应；

第二反射镜，与所述第一反射镜相对的设置于所述中空基座内，所述第二反射镜与所述第二开口的位置相对应；以及

调整件，所述调整件可带动所述第二反射镜相对第一反射镜移动，

所述第二开口和所述弧形面共同定义了所述调整件的移动路径，所述调整件可沿所述移动路径移动，改变第二反射镜与所述第一反射镜的相对表面的夹角。

作为本发明的进一步改进，所述弧形面为所述第二壁的外表面，所述调整件配合所述弧形面设置于所述中空基座上。

作为本发明的进一步改进，所述弧形面设置为球面。

作为本发明的进一步改进，所述调整件与所述弧形面相对的端面的形状设置为与所述弧形面相匹配，且在所述调整件安装于所述中空基座上后，所述端面与所述弧形面相贴靠。

作为本发明的进一步改进，所述光学标准具还包括驱动杆，所述第二反射镜与所述驱动杆相对静止设置。

作为本发明的进一步改进，所述调整件设为一具有通孔的调整环，所述驱动杆的一端穿过所述调整件并与所述第二反射镜固定连接，所述驱动杆的另一端突出所述调整件设置。

作为本发明的进一步改进，所述光学标准具还包括第一反射镜支架，所述第一反射镜设置于所述第一反射镜支架上，所述第一反射镜支架与所述中空基座相对静止设置。

相应地，一种光学标准具的组装方法，包括以下步骤：将第一反射镜和第二反射镜置于中空基座内，其中，所述第一反射镜与所述第一开口的位置相对应，所述第二反射镜与所述第二开口的位置相对应，且与所述第一反射镜相对设置；

沿弧形面移动调整件将所述第二反射镜和所述第一反射镜的相对表面调整至平行，所述第二开口和所述弧形面共同定义了所述调整件的移动路径，所述调整件可沿所述移动路径移动，将第二反射镜与第一反射镜的相对表面调整至平行，

所述第二开口和所述弧形面共同定义了所述调整件的移动路径，所述调整件可沿所述移动路径移动，将第二反射镜与第一反射镜的相对表面调整至平行。

作为本发明的进一步改进，所述“沿弧形面移动调整件将所述第二反射镜和所述第一反射镜的相对表面调整至平行”步骤前，还包括：

驱动与所述第二反射镜固定连接的驱动杆，在所述驱动杆的轴向上靠近第一反射镜移动，使所述第二反射镜和第一反射镜的相对表面抵靠；

驱动所述驱动杆在所述驱动杆的轴向上远离所述第一反射镜移动，使所述第二反射镜与第一反射镜分离。

作为本发明的进一步改进，所述“沿弧形面移动调整件将所述第二反射镜和所述第一反射镜的相对表面调整至平行”步骤后，还包括：

将所述调整件与所述中空基座相对固定。

本发明相对现有技术的有益效果是：本发明的光学标准具及其组装方法对第一反射镜与所述第二反射镜的平行度调节，操作简单且效率较高。

附图说明

图1是本发明第一实施例中光学标准具的立体图。

图2是本发明第一实施例中光学标准具的剖视图。

图3是本发明第二实施例中光学标准具的立体图。

图4是本发明第二实施例中光学标准具的剖视图。

图5是本发明第三实施例中光学标准具的立体图。

图6是本发明第三实施例中光学标准具的剖视图。

图7是本发明第四实施例中光学标准具的立体图。

图8是本发明第四实施例中光学标准具的剖视图。

图9是本发明第五实施例中光学标准具的立体图。

图10是本发明第五实施例中光学标准具的剖视图。

图11是本发明第六实施例中光学标准具的立体图。

图12是本发明第六实施例中光学标准具的剖视图。

图13是本发明中光学标准具组装方法步骤图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

参图1和图2所示，为本发明的第一实施例，所述光学标准具，包括，中空基座10、第一反射镜20、第二反射镜30、调整件40。所述第一反射镜20和所述第二反射镜30都设置于所述中空基座10内。

其中，第一反射镜20和第二反射镜30相对设置，第一反射镜20和第二反射镜30之间设有间距。具体地，第一反射镜20和第二反射镜30相对的两个表面22和32之间设有间距。

所述中空基座包括第一壁11，以及与所述第一壁11相向设置的第二壁12，所述第一壁11上设有第一开口111，所述第二壁12上设有第二开口121。优选地，第一开口111和第二开口121分别设置于所述第一壁11和第二壁12的中心位置。

在本实施例中，所述第二壁12的一面设置为弧形面。优选地，所述第二壁12的外表面设置为弧形面，所述弧形面122优选地设置为球面。所述第二开口121位于所述弧形面122的顶端。当然，在其他实施例中，第二壁12的内表面也可设置为弧形面，所述第一壁11的一面或两面也可设置为弧形面。

另外，连接中空基座10第一壁11和第二壁12的其中一侧壁上设有开口13，即中空基座10的至少一个侧壁上设有开口，其可方便地将第一反射镜20组装到所述中空基座10内。

优选地，所述第一反射镜20为平面镜，其通过第一反射镜支架21安设于所述中空基座10内，且与第一壁11上的第一开口111的位置相对应，以便透光，例如，第一反射镜20位于第一开口111的上方，第一反射镜支架21设置为可透光或不可透光。

优选地，所述第二反射镜30为平面镜，与所述第一反射镜20相对设置，安设于所述中空基座10内，其中，第一反射镜20和第二反射镜30相对的表面22和32都设置为平面。所述第二反射镜30与所述第二壁12上的第二开口121的位置对应设置，以便透光，例如，第二反射镜30位于第二开口121的下方。在本实施例中，所述光学标准具还包括一驱动杆31，所述第二反射镜30与一驱动杆31相对静止设置，优选地，所述第二反射镜30与所述驱动杆31固定连接，驱动杆31可设置为可透光或是中空。

优选地，所述光学标准具还包括一第一反射镜支架21。所述第一反射镜支架21设置于所述中空基座10内，且相对所述中空基座10静止。所述第一反射镜20与所述第一反射镜支架21相对静止设置。在本实施例中，第一反射镜20固定连接所述第一反射镜支架21，第一反射镜支架21与所述中空基座10固定连接。

在本实施例中，所述调整件40设为一具有通孔的调整环，调整件40配合弧形面122设置于中空基座10上。所述调整件40与弧形面122相对的端面41设置为与弧形面122相匹配，且端面41与弧形面122相贴靠。具体地，该弧形面122设置为向外凸起，该端面41则设置为向内凹陷，凸起和凹陷的部位可以很好的吻合。

一般地，所述光学标准具包括未校准第一反射镜20和第二反射镜30平行度的初始状态，以及已经校准第一反射镜20和第二反射镜30平行度的组装完成状态，在所述光学标准具处于初始状态时，第一反射镜20和第二反射镜30的相对表面22和32可能并不完全平行，为了使第一反射镜20和第二反射镜30的相对表面22和32达到相互平行，可使用调整件40在中空基座10的第一壁11上移动，以带动所述第二反射镜30相对第一反射镜20移动来调整第一反射镜20和第二反射镜30相对表面22和32的夹角。

具体地，所述第二开口121和所述弧形面122共同定义了所述调整件40的移动路径，所述调整件40被设置为可沿所述移动路径移动，改变第二反射镜30与所述第一反射镜20的相对表面的夹角。

在本实施例中，所述驱动杆31的一端穿过所述调整件40并与所述第二反射镜30固定连接。

所述驱动杆31的一端依次穿过调整件40和所述第二开口121深入到中空基座10内，所述驱动杆31的另一端突出所述调整件40设置。优选地，在所述光学标准具处于初始状态时，所述驱动杆31在驱动杆31的轴向上，可相对所述调整件40移动，而在所述驱动杆31的径向上与所述调整件40相对静止。所述第二开口121为圆形开口，驱动杆31与第二反射镜30固定的一端的外径小于所述第二开口121的内径，以便调整件40在弧形面122上移动时，可带动驱动杆31在第二开口121内移动。第二反射镜30的可移动路径是可环绕所述第二开口121的球心做螺旋运动，即是在一个锥形面上做移动。

一般地，在所述光学标准具处于初始状态时，调整件受到外力作用后，即可向弧形面122任意方向移动。当检测设备（未图示）检测到第一反射镜20和第二反射镜30的相对表面22和32平行的时，可将调整件40与中空基座10相对固定，使所述光学标准具处于组装完成状态。如此设置，可大大降低组装难度，提升组装效率。

参图3和图4所示，为本发明的第二实施例，该实施例的光学标准具放入外腔激光器中能有效地实现对波长的调谐操作。本实施例与第一实施例的不同之处在于：所述光学标准具还包括一形变件50。通过改变输入所述形变件上的电压大小，可改变第一反射镜20和第二反射镜30的相对表面22和32之间的间距大小，实现对输入光的调谐作用。

该形变件50设置于所述第一反射镜20与所述第二反射镜30相背的一侧，和/或设置于所述第二反射镜30与所述第一反射镜20相背的一侧。

优选地，本实施例中，该形变件50为压电陶瓷，并设置于所述第一反射镜20与所述第二反射镜30相背的一侧。具体地，第一反射镜20通过第一反射镜支架21与形变件50连接，所述形变件50固定与中空基座10的第一壁11固定连接，为了避免形变件50遮光，形变件50不能遮住第一壁11上的第一开口111，其可设置于所述第一开口111的外周。

如此设置，即可当所述光学标准具处于组装完成状态时，还可利用电压调节装置，改变加载至压电陶瓷的电压，进而改变第一反射镜20和第二反射镜30相对的两个表面22和32之间的间距大小，从而改变光学标准具透射的透射峰的波长位置，实现调谐功能。

参图5和图6所示，为本发明的第三实施例，该实施例的光学标准具放入外腔激光器中能有效地实现对波长的调谐操作。与第二实施例不同的是，本实施例中形变件50选用的是热胀冷缩材料，其通过改变传递至所述形变件50上的温度，调整所述第二反射镜30和所述第一反射镜20的相对表面32和22和间距大小。优选地，热胀冷缩材料包括但不限于金属材料，玻璃，陶瓷及半导体材料等。

所述光学标准具还包括加热机构60，在本实施例中，该加热机构60为缠绕于所述形变件50外周的电阻丝。

如此设置，即可当所述光学标准具处于组装完成状态时，还可通过改变传递至所述形变件50上的温度，以调整第一反射镜20和第二反射镜30相对的两个表面22和32之间的间距大小，从而改变可调谐光学标准具透射的透射峰的波长位置，实现调谐功能。

参图7和图8所示，为本发明的第四实施例，该实施例的光学标准具放入外腔激光器中能有效地实现对波长的调谐操作。本实施例与第三实施例相似，形变件50选用热胀冷缩材料，通过改变传递至所述形变件50上的温度，调整所述第二反射镜30和所述第一反射镜20的相对表面32和22和间距大小。

本实施例的光学标准具相对上述实施例，不同的是，在本实施例中，所述调整件40直接与所述第二反射镜30连接，而未设有驱动杆，第一反射镜支架向所述中空基座10内延伸有中空圆柱形的延伸部211，所述延伸部211相当于形变件，所述第一反射镜20设置于所述延伸部211的顶端，并靠近所述第二反射镜30，所述延伸部211的外周缠绕有加热机构60，优选地，该加热机构60为电阻丝。

如此设置，即可当所述光学标准具处于组装完成状态时，还可通过改变传递至所述延伸部211上的温度，以调整第一反射镜20和第二反射镜30相对的两个表面22和32之间的间距大小，从而改变可调谐光学标准具透射的透射峰的波长位置，实现调谐功能。

参图9和图10所示，为本发明的第五实施例，该实施例的光学标准具放入外腔激光器中能有效地实现对波长的调谐操作。本实施例中，利用中空基座10与形变件50的膨胀系数不同，通过加热机构60给予两者相同的温差时，两者产生的形变量不同，从而改变第一反射镜20和第二反射镜30相对表面22和32之间的间距，实现调谐。

本实施例与上述实施例不同的是，本实施例中的加热机构60设置于所述中空基座10外。

具体地，在本实施例中，所述加热机构60包括半导体制冷器62和热传导件64，半导体制冷器62的原理是帕尔贴效应，它即可制冷又可加热，通过改变直流电流的的极性来决定在同一制冷器上实现制冷或加热。所述热传导件64贴靠于中空基座10的外表面，例如，可通过导热胶粘结至中空基座10的外表面，更有利用温度传递到中空基座10上。

优选地，所述形变件50贴靠在设有加热机构60的外表面相对的内表面上，以便加热机构60的热量更好的传递给形变件50。

如此设置，即可当所述光学标准具处于组装完成状态时，还可通过改变传递至所述中空基座10和所述形变件50的温度，调整第一反射镜20和第二反射镜30相对的两个表面22和32之间的间距大小，从而改变可调谐光学标准具透射的透射峰的波长位置，实现调谐功能。

参图11和图12所示，为本发明的第六实施例，本实施例中增加了限位机构，以对形变件50的变形方向进行限位，即是对第一反射镜的移动方向进行限位。该实施例的限位机构可应用于上述任一实施例中。

优选地，当所述光学标准具处于组装完成状态时，该限位机构可用于限制形变件50只能在垂直于所述第一反射镜20上与第二反射镜30的相对表面，或第二反射镜30上与第一反射镜20的相对表面的方向上发生形变，优选地，该方向是既垂直于第一反射镜20上与第二反射镜30的相对表面22，又垂直于第二反射镜30上与第一反射镜20的相对表面32。

在本实施例中，所述限位机构包括所述限位杆72和限位件74。限位杆72与所述形变件50连接，所述限位件74上设有与所述限位杆72配合进行限位的限位孔。优选地，所述限位件74上还设有一容置空间76，形变件50设置于所述容置空间76内。所述中空基座10连接所述第一壁11和第二壁12的其中至少一侧壁上设有开口，所述限位件74设有配合所述开口边框的筋78，如此，可使得所述限位件74沿着所述侧壁的纵轴方向移动。

所述限位杆72的一端与形变件50固定连接，其另一端穿过限位孔后，与所述第一反射镜支架21连接，并通过第一反射镜支架21与第一反射镜20固定连接。

优选地，在本实施例中，形变件50可以是压电陶瓷也可以是热胀冷缩材料。

如此设置，即可以控制当形变件50变形时，不受所述形变件变形的影响，所述第一反射镜20和所述第二反射镜30的相对表面仍然可以保持平行。

如图13所示，本发明中各个实施例的光学标准具，可通过以下方法制作：

S1、将第一反射镜20和第二反射30镜置于中空基座10内，其中，所述第一反射镜20与所述第一开口111的位置相对应，所述第二反射镜30与所述第二开口121的位置相对应，且与所述第一反射镜20相对设置；

S2、沿弧形面122移动调整件将第二反射镜30和第一反射镜20的相对表面调整至平行。优选地，所述第二开口121和所述弧形面122共同定义了所述调整件40的移动路径，所述调整件40被设置为可沿所述移动路径移动，将第二反射镜30与第一反射镜20的相对表面调整至平行。

除第四实施例外，其他的实施例的驱动杆31通过调整件40与所述中空基座10连接，优选地，所述驱动杆31在驱动杆31的轴向上，与所述调整件40活动设置；在所述驱动杆31的径向上与所述调整件40相对静止。如此，可先驱动与第二反射镜30固定连接的驱动杆31在驱动杆31的轴向上靠近第一反射镜20移动，使第二反射镜30与第一反射镜20的相对表面22和32相抵靠，大致上达到第一反射镜20和第二反射镜30的相对表面相平行；然后，再将该驱动杆31在驱动杆31的轴向上作远离所述第一反射镜20移动，使第二反射镜30与第一反射镜20分离。此时，即可通过调整件40对第一反射镜20和第二反射镜30的平行度进行微调。

当检测设备（未图示）检测到第一反射镜20和第二反射镜30的相对表面22和32平行的时候，可将调整件40与中空基座10相对固定，所述光学标准具处于组装完成状态。该方法操作简单、效率高。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光学标准具，其特征在于，所述光学标准具包括：

中空基座，其包括第一壁，以及与所述第一壁相向的第二壁，所述第一壁上设有第一开口，所述第二壁上设有第二开口，其中，所述第二壁的一面设置为弧形面；

第一反射镜，设置于所述中空基座内，所述第一反射镜与所述第一开口的位置相对应；

第二反射镜，与所述第一反射镜相对的设置于所述中空基座内，所述第二反射镜与所述第二开口的位置相对应；以及调整件，所述调整件可带动所述第二反射镜相对第一反射镜移动，

所述第二开口和所述弧形面共同定义了所述调整件的移动路径，所述调整件可沿所述移动路径移动，改变第二反射镜与所述第一反射镜的相对表面的夹角。

2.根据权利要求1所述的光学标准具，其特征在于，所述弧形面为所述第二壁的外表面，所述调整件配合所述弧形面设置于所述中空基座上。

3.根据权利要求2所述的光学标准具，其特征在于，所述弧形面设置为球面。

4.根据权利要求2所述的光学标准具，其特征在于，所述调整件与所述弧形面相对的端面的形状设置为与所述弧形面相匹配，且在所述调整件安装于所述中空基座上后，所述端面与所述弧形面相贴靠。

5.根据权利要求1所述的光学标准具，其特征在于，所述光学标准具还包括驱动杆，所述第二反射镜与所述驱动杆相对静止设置。

6.根据权利要求5所述的光学标准具，其特征在于，所述调整件设为一具有通孔的调整环，所述驱动杆的一端穿过所述调整件并与所述第二反射镜固定连接，所述驱动杆的另一端突出所述调整件设置。

7.根据权利要求1所述的光学标准具，其特征在于，所述光学标准具还包括第一反射镜支架，所述第一反射镜设置于所述第一反射镜支架上，所述第一反射镜支架与所述中空基座相对静止设置。

8.一种如权利要求1的光学标准具的组装方法，其特征在于，所述组装方法包括以下步骤：

将第一反射镜和第二反射镜置于中空基座内，其中，所述第一反射镜与所述第一开口的位置相对应，所述第二反射镜与所述第二开口的位置相对应，且与所述第一反射镜相对设置；

沿弧形面移动调整件将所述第二反射镜和所述第一反射镜的相对表面调整至平行，所述第二开口和所述弧形面共同定义了所述调整件的移动路径，所述调整件可沿所述移动路径移动，将第二反射镜与第一反射镜的相对表面调整至平行，所述第二开口和所述弧形面共同定义了所述调整件的移动路径，所述调整件可沿所述移动路径移动，将第二反射镜与第一反射镜的相对表面调整至平行。

9.根据权利要求8所述的组装方法，其特征在于，所述“沿弧形面移动调整件将所述第二反射镜和所述第一反射镜的相对表面调整至平行”步骤前，还包括：

驱动与所述第二反射镜固定连接的驱动杆，在所述驱动杆的轴向上靠近第一反射镜移动，使所述第二反射镜和第一反射镜的相对表面抵靠；

驱动所述驱动杆在所述驱动杆的轴向上远离所述第一反射镜移动，使所述第二反射镜与第一反射镜分离。

10.根据权利要求8所述的组装方法，其特征在于，所述“沿弧形面移动调整件将所述第二反射镜和所述第一反射镜的相对表面调整至平行”步骤后，还包括：

将所述调整件与所述中空基座相对固定。