CN108681017B - 一种二维无磁光学调节装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种二维无磁光学调节装置，该装置包括三层一体的薄板结构和螺钉，利用三层薄板间隙的回弹性，配合一组螺纹孔和通孔可实现二维可调并锁定，且薄板中心的通孔处通过两相交螺纹孔锁定待调节光学套筒。本发明与现有技术相比结构简单、无磁、易于调节并锁定。

Description

一种二维无磁光学调节装置
技术领域
本发明涉及一种二维无磁光学调节装置，属于激光调节技术领域。
背景技术
随着激光的普遍使用，原子传感、测试等基础领域需求越来越多，需大量使用二维光学调节装置对激光进行二维调节。现有市场上的调节装置大多采用垂直和水平两方向的两弹簧连接前后两个独立面板，且两板中间置有顶珠，调节安装于后面板上的调节螺钉顶推前面板预定一个弹性值作为基准，通过再顶推或撤回微小垂直方向的调节螺钉与前面板间距实现光路方向调节，基本靠弹簧的弹性实现激光方向的二维调节，并通过压紧调节螺钉使其锁定。这些顶珠、弹簧等微小零件带有磁性，不利于周围无磁环境的创建，使对磁场极其敏感的原子传感器中测量精度受限；同时在高频振动等环境下，弹簧达到疲劳极限会发生一定的变形，也不利于传感器正常使用。
另一方面，市场大多二维调节装置采用第一个板面垂直设计安装固定光学器件，若固定原子传感等装置中使用的光纤引入放大套筒，加上镜架本身厚度，整体空间占比大，不利于整体装置小型化设计。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种二维无磁光学调节装置，该装置采用无磁材料加工，并结合无磁钛钉实现激光的二维可调并锁定，适用于无磁复杂环境使用。
本发明的技术方案是：
一种二维无磁光学调节装置，包括三层层叠在一起的薄板结构，第一薄板和第二薄板的一边固定，第二薄板和第三薄板的一边固定，两个固定边在薄板平面上的投影互相垂直，薄板和薄板间有间隙；第一薄板开有用于放置待调节光学器件的第一通孔，该通孔与薄板表面垂直；第二薄板和第三薄板的上均开有与第一薄板第一通孔同轴的通孔。
所述第一薄板上还开有螺纹孔，螺纹孔固定有螺钉，螺钉的螺杆长度大于第一薄板上表面到第二薄板上表面的距离。
所述第二薄板还开有螺纹孔，螺纹孔固定有螺钉，螺钉的螺杆长度大于第二薄板上表面到第三薄板上表面的距离，去除该螺纹孔上面的部分第一薄板。
所述第一薄板还开有第二通孔，第二薄板开有与该第二通孔同轴的螺纹孔，螺钉穿过该第一薄板的第二通孔拧入该第二薄板的螺纹孔。
所述第二薄板还开有第三通孔，第三薄板开有与该第三通孔同轴的螺纹孔，螺钉穿过该第二薄板的第三通孔拧入该第三薄板的螺纹孔，去除该第二薄板第三通孔上面的部分第一薄板。
所述第二薄板和第三薄板上开的通孔为锥形孔，锥形孔的小端朝向第一薄板，锥形孔小端的直径大于第一薄板上第一通孔的孔径。
所述第一薄板的侧面开有螺纹孔，该螺纹孔的轴垂直于第一薄板通孔的轴线，螺纹孔固定有螺钉，螺钉拧入该螺纹孔顶在外部光学器件的周面上。
所述锥孔的锥度为10°。
所述第一薄板的侧面开有螺纹孔的数量为2，2个螺纹孔的轴线互相垂直，两个螺纹孔分别固定有螺钉。
所述薄板结构的材料为无磁材料；所述螺钉为钛钉。
本发明与现有技术相比的有益效果：
(1)本发明采用三层薄板结构与螺钉组合的方式，与带弹簧的现有调节架相比，能实现结构完全锁定，更适用于振动、转动等复杂环境下工作；
(2)本发明第一薄板上开有通孔，其余两板开有同轴的锥孔，锥度为10度，实现光学套筒在调节架中间任意伸缩后锁定，节约空间占比，提高小型化可能。
附图说明
图1是本发明结构立体图；
图2是本发明结构剖面图；
图3是本发明结构前视图；
图4是本发明结构的装配图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。
本发明如图1所示，一种二维无磁光学调节装置，整体无磁材料6061铝合金加工而成，包括垂直方向可调U型结构101、水平方向可调U型结构102、中心光学器件通孔103和一组螺纹孔与通孔。
垂方向可调U型结构101中U型下板与水平方向可调U型结构102中U型上板正交连接。
通过水平方向调节螺杆的螺纹孔201安装水平方向调节内六角紧固螺钉，以及水平方向锁定螺钉的同轴通孔202和螺纹孔203安装水平方向锁定平头紧固螺钉。内六角紧固螺钉与平头紧固螺钉固定在水平方向可调U型结构102上，对应垂直方向可调U型结构101上有相应的去除以便于用工具调节螺钉。内六角紧固螺钉底端接触水平方向可调U型结构102中U型下板上表面，平头紧固螺钉穿过垂直方向可调U型结构101中U型下板与水平方向可调U型结构102中U型上板连接处的通孔202，固定在水平方向可调U型结构102中U型下板螺纹孔203中。
通过垂直方向调节螺杆的第一螺纹孔204、第二螺孔纹209安装两个垂直方向调节内六角紧固螺钉，以及垂直方向锁定螺钉的第一同轴通孔206和螺纹孔205、第二同轴通孔208和螺纹孔207安装两个垂直方向锁定平头紧固螺钉。两个内六角紧固螺钉底端接触垂直方向可调U型结构101中U型下板上表面，平头紧固螺钉穿过垂直方向可调U型结构101中U型上板通孔，固定在垂直方向可调U型结构101中U型下板与水平方向可调U型结构102中U型上板连接处的螺纹孔中。
通过位于垂直方向可调U型结构101上U板中正交的垂直方向螺纹通孔301、水平方向螺纹通孔302，安装配套螺纹大小的内六角紧固螺钉。
如图2所示，安装固定光纤放大套筒在中心光学器件通孔103中，调节垂直方向螺纹通孔301、水平方向螺纹通孔302处内六角紧固螺钉，利用两正交螺钉对角小凹台，可紧固光纤放大套筒。
中心光学器件通孔103位于垂直方向可调U型结构101上U板中为垂直通孔，其他U板中为10度的倾角锥孔，便于光纤放大套筒随意伸缩长度，均满足该光学调节装置的调节范围。
如图3所示，通过底部通用M4固定螺纹孔401将该光学调节装置转接在Thorlabs等公司通用的光学镜杆以及底座套筒上，固定在光学平台上，使整个二维无磁光学调节装置固定。
松开位于垂直方向锁定螺钉第一通孔206和第二通孔208处的两个锁定平头紧固螺钉，以及位于水平方向锁定螺钉通孔206处的锁定平头紧固螺钉。通过位于垂直方向调节螺杆第一螺纹孔204、第二螺纹孔209处的内六角紧固螺钉和位于水平方向调节螺杆第一螺纹孔201处的内六角紧固螺钉结合，调节实现紧固在中心光学器件通孔103处的光纤放大套筒光纤输出激光的垂直方向和水平方向二维光路可调。最后调节两个方向的紧固螺钉使两个方向的结构保持稳定。
如图4所示，一种二维无磁光学调节装置，其特征在于：包括三层层叠在一起的薄板结构，第一薄板和第二薄板的一边固定，第二薄板和第三薄板的一边固定，两个固定边在薄板平面上的投影互相垂直，薄板和薄板间有间隙；第一薄板开有用于放置待调节光学器件的第一通孔，该通孔与薄板表面垂直；第二薄板和第三薄板的上均开有与第一薄板第一通孔同轴的通孔。
所述第一薄板上还开有螺纹孔，螺纹孔固定有螺钉，螺钉的螺杆长度大于第一薄板上表面到第二薄板上表面的距离。所述第二薄板还开有螺纹孔，螺纹孔固定有螺钉，螺钉的螺杆长度大于第二薄板上表面到第三薄板上表面的距离，去除该螺纹孔上面的部分第一薄板。
所述第一薄板还开有第二通孔，第二薄板开有与该第二通孔同轴的螺纹孔，螺钉穿过该第一薄板的第二通孔拧入该第二薄板的螺纹孔。所述第二薄板还开有第三通孔，第三薄板开有与该第三通孔同轴的螺纹孔，螺钉穿过该第二薄板的第三通孔拧入该第三薄板的螺纹孔，去除该第二薄板第三通孔上面的部分第一薄板。
所述第二薄板和第三薄板上开的通孔为锥形孔，锥形孔的小端朝向第一薄板，锥形孔小端的直径大于第一薄板上第一通孔的孔径，锥孔的锥度为10°。
所述第一薄板的侧面开有螺纹孔，该螺纹孔的轴垂直于第一薄板通孔的轴线，螺纹孔固定有螺钉，螺钉拧入该螺纹孔顶在外部光学器件的周面上，所述第一薄板的侧面开有螺纹孔的数量为2，2个螺纹孔的轴线互相垂直，两个螺纹孔分别固定有螺钉。
所述薄板结构的材料为无磁材料；所述螺钉为钛钉。
尽管基于光纤放大套筒的实例对本发明进行了描述，但是领域技术人员应该知晓，本发明可通过转换套筒等实现反射镜片、透镜等各种光学器件的光路二维可调。
本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种二维无磁光学调节装置，其特征在于：包括三层层叠在一起的薄板结构，第一薄板和第二薄板的一边固定，第二薄板和第三薄板的一边固定，两个固定边在薄板平面上的投影互相垂直，各薄板间有间隙；第一薄板开有用于放置待调节光学器件的第一通孔，该第一通孔与薄板表面垂直；第二薄板和第三薄板的上均开有与第一薄板第一通孔同轴的通孔，实现待调节光学器件在所述调节装置中间的任意伸缩；
所述第一薄板上还开有螺纹孔，螺纹孔固定有螺钉，螺钉的螺杆长度大于第一薄板上表面到第二薄板上表面的距离；
所述第二薄板还开有螺纹孔，螺纹孔固定有螺钉，螺钉的螺杆长度大于第二薄板上表面到第三薄板上表面的距离；
所述第一薄板还开有第二通孔，第二薄板开有与该第二通孔同轴的螺纹孔，螺钉穿过该第一薄板的第二通孔拧入该第二薄板的螺纹孔；
第二薄板还开有第三通孔，第三薄板开有与该第三通孔同轴的螺纹孔，螺钉穿过该第二薄板的第三通孔拧入该第三薄板的螺纹孔；
所述第二薄板和第三薄板上开设的与第一薄板上的第一通孔同轴的通孔为锥形孔，锥形孔的小端朝向第一薄板，锥形孔小端的直径大于第一薄板上第一通孔的孔径；
所述第一薄板的侧面开有螺纹孔，该螺纹孔的轴垂直于第一薄板的第一通孔的轴线，螺纹孔固定有螺钉，螺钉拧入该螺纹孔顶在待调节光学器件的周面上；
所述薄板结构的材料为无磁材料，薄板结构为一体成型；所述螺钉为钛钉。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述锥形 孔的锥度为10°。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述第一薄板的侧面开有螺纹孔的数量为2，2个螺纹孔的轴线互相垂直，两个螺纹孔分别固定有螺钉。
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