CN107728279A - 使用针销以及临时附件的微光学调准和组装 - Google Patents

Abstract

描述了微光学调准和组装的技术。通过将针销附着至待组装的光学部件，该光学部件可以在有限的空间内放置和调准。当已调准的光学部件永久地粘结至基底或另一个部件后，该针销从该光学部件分离。这种技术允许使用者在预定位置放置、调准并且附着小的光学部件。

Description

使用针销以及临时附件的微光学调准和组装

发明背景

发明领域

本发明通常涉及光通信领域。特别地，本发明涉及在有限的空间内光学部件的调准。

背景技术

调准过程是组装微光学部件的过程链中的重要步骤。其对微光学系统的设备性能、必要的组装时间及制造成本有着直接的影响。鉴于此，只有与每一组装任务的特殊需求相适应的调准过程，才能够节省成本以及获得最佳的光学系统性能。

常规地，光学部件是通过手持镊子或者真空镊子或具有延伸台的臂来保持。随着光学部件的尺寸越来越小，使用常规的夹持工具变得更具挑战性。一些光学部件的尺寸小至毫米级(例如，2.5×2.5mm)，甚至亚毫米，并且镊子的尖端或真空镊子的嘴经常是比光学部件的横截面大。

甚至，为了避免可能的损坏或划伤，许多光学表面不应被触碰，因而光学部件的保持区域进一步被限制。因此，保持光学部件的新方法是必需的。并且，新型保持工具应当既不阻挡光线路径，也不损坏/划伤光学表面。

发明内容

这部分是用于概括本发明某些方面的目的，并简要介绍一些优选的实施方案。在本部分、摘要和标题中的简化或者省略，可以是为了避免模糊本部分、摘要和标题的目的。这些简化或者省略不是为了限制本发明的范围。

一般地，本发明涉及用于微光学调准和组装的技术。通过将针销附着至待组装的光学部，该光学部件可在有限空间内放置和调准。当调准的光学部件被永久地粘附至基底或另一部件后，该针销从该光学部件上移除。这种技术允许使用者在所期望的位置放置和调准小的光学部件。

根据本发明的另一个方面，所述针销是位于多维移动平台的机械延伸臂上的针销，该多维移动平台由手动或自动致动。

根据本发明的又一方面，为了在6个自由度执行光学调准，光学部件通过粘结剂临时安装到针销上，以及其在XYZ坐标空间的位置由连接针销与延伸臂的3D移动平台来控制和移动平台调节。光学部件的角度调准由旋转台和测角仪执行。

根据一个实施方式，本发明是一种用于微光学调准和组装的方法，并且所述方法包括：确定针销的尖端可附着于其上的光学部件的位置；针销的尖端附着在该位置；使用该针销将该光学部件移近永久容纳该光学元件的预定位置；使用该针销将该光学部件相对于另一部件调准；使用一种粘结剂永久地粘附所述光学部件至所述预定位置；和从粘附至所述预定位置的光学部件上移除所述针销。

根据另一个实施方式，本发明是一种用于微光学调准和组装的方法，并且该方法包括，确定光学部件的至少两个位置，所述至少两个针销的各自尖端可分别附着在这两个位置；将该至少两个针销附着在光学部件的该至少两个位置处；通过保持和移动该至少两个针销将该光学部件移近永久容纳该光学部件的预定位置，使得光学部件的移动被限制。使用该至少两个针销将该光学部件相对于另一光学部件调准；用一种粘结剂将该光学部件永久粘附至预定位置；以及将该至少两个针销从粘附至预定位置的光学部件上移除。

本发明的一个目的、特征、优点在于提供微光学调准和组装的技术。

本发明其它的目的、特征、优点将在审阅以下实施例的详细说明并结合附图后，变得明显。

附图的简要说明

本发明的这些和其他特征、方面、和优点将从以下描述、所附的权利要求书和附图的中变得更好理解，其中：

图1示出了根据本发明公开的一个或多个实施方式的一种配置，针销被临时粘附至光学部件的顶面上；

图2示出了根据本发明公开的一个或多个实施方式的一种配置，针销被临时粘附至光学部件的侧面上；

图3示出了根据本发明公开的一个或多个实施方式的一种配置，弯折的或弯曲的针销被临时粘附至光学部件上；

图4示出了根据本发明公开的一个或多个实施方式的一种配置，两个针销被临时粘附至光学部件上，以使得该光学部件可以通过致动器(未示出)实现沿特殊的轴旋转；

图5示出了根据本发明公开的一个或多个实施方式的一种配置，在永久粘附至基底后，针销从光学部件上移除；

图6示出了使用针销来安装光学部件的方法或流程。

优选实施例的详细描述

本发明的详细说明主要以程序、步骤、逻辑块、工艺，或直接或间接地类似于在光网络中使用的光学设备或系统的操作的其它符号表示来呈现。这些描述和表示通常由本领域技术人员使用，以最有效地将其工作的本质传播给本领域其它技术人员。

这里所提到的“一个实施例”或“一实施例”指的是，与能够被包括在本发明的至少一个实施例中的实施例相关联的特定特征、结构或特性。在说明书的多个地方出现的短语“在一个实施例中”不必都指同一实施例，也不是相互排斥的其他实施例的分离的或替代的实施例。

现在参照附图，其中贯穿多个视图的相同的附图标记指相同的部分，图1示出了本发明的一个实施例的结构100。假设光学部件102被放置在基底上(图1中未示出)。所述光学部件102可以是反射镜，滤镜，棱镜或透镜，等等，并具有连接到操纵柄104的至少一侧。由于物理尺寸的限制，操纵柄104为称为针销的104。根据一个实施例，光学部件102通过一种粘结剂被粘附至针销104，在这里，针销104在一定条件下(例如，热或压力)从光学部件102上移除。

在操作时，针销104的针尖可以通过胶，环氧树脂或焊料110临时粘附至光学部件102的顶面106，在光学部件102被调准并固定至基底或另一部件后可除去胶，环氧树脂或焊料110。

一旦针销104和光学部件102临时粘附在一起，使用者可以握住针销104移动光学部件102至基底，然后通过在六个自由度上移动针销104来实施调准过程，沿XYZ三个轴平移和绕X、Y或Z三个轴角旋转。在一个实施例中，基于调准器的针销具有机械延伸臂120上的针销104，即其位于手动或自动致动的多维移动平台(未示出)上。

为了在6个自由度上实施光学调准，光学部件102通过粘结剂110临时粘附至针销104，且其在XYZ坐标空间的位置是由连接针销104与延伸臂的3D移动平台可控制和可调整的。光学部件102的角调整是由旋转台和测角仪执行的。当光学部件102定位在其适当的位置后，光学部件102通过胶或焊料永久粘附至基底。然后在预定条件下(例如，热，特殊的光或压力)针销104被移除。

由于可用空间存在限制，以及在执行调准时期望不阻塞具有针销104的光学部件102的一个或多个光学表面，光学部件102的仅某些表面可用于保持目的。图2示出了侧保持的实施方式，其中针销104粘结在光学部件102的侧面108上。

根据一个实施例，针销104被弯折(在此也指的是弯曲的)成也许具有多个匝，以适应调准和固定的几何形状。图3示出了保持有弯曲针销104的光学部件102。图4示出了使用两针销104的另一实施例。该两针销解决方案由致动器为光学部件提供一些沿着特定轴(未示出)的旋转。

当光学部件102的光学调准经调准并永久粘结到一个基底上后，针销104在预定条件(例如，热或压力方法)之下从光学部件102脱离。一般情况下，针销与光学部件之间的粘结是相对弱的。因此，在针销104和光学部件102之间的临时粘结力，比光学部件与一个基底或其它部件之间的永久粘结力要弱得多，以使得在分离过程和分离后，既不使针销104损坏，也不使光学部件102移动。图5示出了用胶水和焊料112永久粘结到基底504上的光学部件502，以及从光学部件502分离的针销506。

图6示出了安装光学部件的方法或流程600，方法600结合之前的附图可以更容易理解。

在602，假定有一个基底，多个光学部件在适当的调准之后，将被粘结至其上。根据一个实施例，这些部件较小并依次排列设置于该基底上。最初，由于相对于部件的尺寸而言空间相对较大，在该基底上放置一些部件相对容易。当空间相对较大时，选择针销，光学部件被粘附至该针销，在此情况下，该针销是笔直的。随着更多个部件设置于该基底上而空间相对较小时，选择弯曲的针销。在任何情况下，光学部件的确切位置，即所述针销可粘结至该光学部件的位置，是精心确定的。通常在有限的空间内，当针销被附着至所述光学部件时，在光学部件被放置用于与其他部件调准过程中，该针销应不阻断或影响调准过程。根据一个实施例，弯曲的针销以如下方式弯曲，其使得使用者将部件移动到其所期望的位置并在有限的空间内便于调准。

不管使用什么针销(笔直的或弯曲的)，在604中，使用者或者所采用的机械将光学部件放置在其目的地附近(例如，临近基底或另一部件)并实施调准，将该光学部件与一个或多个其它部件基本上调准。通常情况下，在调准该光学部件时，光束被注入或使用，使得该光束入射至一部件，并且，例如，被滤波、折射或反射。可使用一台或多台仪器以测量该被滤波、折射或反射的光束。

在606，采用一种粘结剂(例如，环氧树脂)或焊料永久地将调准的光学部件粘结至基底或另一个部件。一旦该部件被永久地粘附至基底或另一部件，针销在608移除。基于将该光学部件粘结至所述针销的粘结材料，将所述针销从被粘结的光学部件上分离的过程从一开始就不会影响该光学部件至基底或另一部件的粘结。

虽然本发明已参照特定的实施例而被描述，但是该描述是说明本发明并且不应当被解释对本发明的限制。在不偏离由所附权利要求所限定的本发明的实质和范围的前提下，本领域技术人员可以对本发明优选的实施例作出各种修改。因此，本发明的保护范围由所附权利要求所限定，而不是由如前描述的实施例来限定。

Claims (20)

1.一种用于微光学调准和组装的方法，该方法包括：

确定光学部件的附着针销尖端的位置；

使用该针销将该光学部件移近永久容纳该光学元件的预定位置；

使用该针销将该光学部件相对于另一部件调准；

用粘结剂将该光学部件永久粘附至该预定位置；以及

将该针销从该光学部件移除。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述永久容纳该光学元件的预定位置位于基底上。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述永久容纳该光学元件的预定位置位于部件上。

4.如权利要求1所述的方法，其中，该光学部件上该针销的尖端附着的位置，是光束不会入射至其上的该光学部件的侧表面。

5.如权利要求4所述的方法，其中，该光学部件的位置选择成在有限的空间内该光学部件能够在六个自由度上移动。

6.如权利要求4所述的方法，其中，该针销是笔直的针销或弯曲的针销。

7.如权利要求6所述的方法，其中，该针销位于多维移动平台的机械延伸臂上，该多维移动平台由手动或自动致动。

8.如权利要求6所述的方法，其中，该光学部件的角度调准通过旋转台和测角仪来执行。

9.如权利要求1所述的方法，其中，该针销从该光学部件上的移除包括：创建预定的条件，在该条件下，该针销从该光学部件移除而不损伤该光学部件。

10.如权利要求9所述的方法，其中，使用预定的压力或热将该针销从该光学部件上移除。

11.如权利要求1所述的方法，其中，该光学部件上该针销尖端附着的位置是该光学部件的顶面。

12.如权利要求1所述的方法，其中，该光学部件上该针销尖端附着的位置是该光学部件的一侧。

13.如权利要求1所述的方法，其中，该光学部件是反射镜、滤镜、棱镜、或透镜。

14.一种用于微光学调准和组装的方法，该方法包括：

在光学部件上确定两个位置，其中至少两个针销的各自尖端可分别附着在这两个位置；

将该至少两个针销的各自尖端附着到该光学部件的所述至少两个位置；

通过保持和移动该至少两个针销将该光学部件移近永久容纳该光学部件的预定位置，使得该光学部件的移动被限制；

将该光学部件相对于另一光学部件调准；

采用一种粘结剂将该光学部件永久地粘结至该预定位置；以及

将该至少两个针销从永久粘结至该预定位置的光学部件上移除。

15.如权利要求14所述的方法，其中，永久容纳该光学部件的预定位置位于基底或其它光学部件上。

16.如权利要求15所述的方法，其中，所述至少两个针销中的一个或多个是笔直的或弯曲的。

17.如权利要求14所述的方法，其中，所述至少两个针销中的每个是设置在多维移动平台的机械延伸臂上的针销，该多维移动平台由手动或自动致动。

18.如权利要求14所述的方法，其中，该光学部件的角度调准由旋转台和测角仪执行。

19.如权利要求14所述的方法，其中，该至少两个针销从该光学部件上的移除包括：创建预定的条件，在该条件下，该至少两个针销的每个从该光学部件移除而不损伤该光学部件。

20.如权利要求19所述的方法，其中，使用预定的压力或热将该至少两个针销中的每个从该光学部件上移除。