CN111679372A - 一种微谐振腔耦合装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种微谐振腔耦合装置，用于片上微谐振腔与光纤耦合和调整。通过在光学平台上搭建微谐振腔片固定装置、光纤耦合调整装置和视觉采集装置来实现微谐振腔的耦合。所述微谐振腔片固定装置通过精密一维导轨、旋转台和微谐振腔耦合平台能实现微谐振腔片的气吸固定和多自由度移动调节。所述光纤耦合调整装置通过左右两个六轴调整台实现光纤相对位置的精密调节，通过固定在调整台上的光纤夹持器固定左右两端耦合光纤，进而提高微谐振腔耦合率。所述视觉采集装置通过设计CCD相机三维调节机构，实现相机固定调整，实现微谐振腔视觉信息的采集。本装置通过CCD相机的显微放大和微谐振腔片左右两侧的六轴调整台，实现了微谐振腔片与光纤耦合，提高了耦合的精度和效率。
Description
技术领域
本发明涉及光学微谐振腔的研究，尤其涉及一种微谐振腔耦合装置。
背景技术
近年来，光学微谐振腔由于极大的Q/V值、选频特性和储能能力吸引了大量科技人员的研究兴趣，人们已经基于多种材料制作出高性能的光学微谐振腔。基于片上波导的光学微谐振腔是近年来关于微谐振腔制备研究的热点，如何对光纤与微谐振腔片上波导进行有效耦合是光学微谐振腔研究的重要方向，高精度的耦合对于光学微谐振腔的制造和测试具有重要的意义。但在集成光学研究中，光纤与微谐振腔片上波导的耦合是一个难点，如何利用调整装置进行有效耦合对于微谐振腔研究有较大意义。
传统的微谐振腔耦合装置调整精度低，可调范围小、调整的自由度较少。为了实现光纤与波导的有效对准耦合，提出了一种基于CCD相机的显微放大和多自由度调整台的耦合系统，来实现两端光纤与微谐振腔片上波导的有效对准耦合。
发明内容
为了实现光纤与波导的对准耦合，本发明的目的在于提供一种光纤与微谐振腔片上波导的耦合的装置，通过CCD相机的显微放大和多自由度调整台的耦合系统来实现对准。
一种微谐振腔耦合的装置，包括：
视觉采集装置，所述的视觉采集装置包括：机械固定架、三维调节机构、相机采集机构；所述三维调节机构包括水平导轨、L型竖直导轨、L型镜筒夹具，所述相机采集机构包括CCD相机、镜筒、环形光源。
光纤耦合调整装置，所述的光纤耦合调整装置包括：六轴调整台、光纤夹持器和凹凸连接片；所述光纤夹持器包括夹持拨片和光纤槽。
微谐振腔片固定装置，所述的微谐振腔波导片固定装置包括微谐振腔耦合台、转接片、手动旋转台、一维精密导轨。
所述视觉采集装置中机械固定架通过螺栓固定在光学平台上；所述水平导轨通过螺栓固定在机械调整架上，通过手动调整可实现在水平方向上的位移，所述L型竖直导轨通过螺栓正交固定在水平导轨上，通过手动调整可实现在竖直方向上的位移，所述L型镜筒夹具通过螺栓固定在L型竖直导轨上；所述CCD相机通过螺纹旋转固定在镜筒上，所述镜筒通过螺母和螺栓固定在L型镜筒夹具上，通过松开螺母可以移动镜头的位置，紧固螺母实现镜头的固定，所述环形光源通过螺栓固定在镜筒上。
所述光纤耦合调整装置中六轴调整台通过螺栓固定在微腔片固定装置两侧，所述凹凸连接片通过螺栓固定在六轴调整台上，所述光纤夹持器固定在凹凸连接片上；所述光纤夹持器分为夹持拨片和光纤槽，两者通过卡槽连接，通过狭长的凹槽和上端的拨片固定光纤；另一侧耦合装置的安装同理。
所述微谐振腔片固定装置中一维精密导轨通过螺栓固定在光学平台上，能够实现在竖直方向上的精密可调位移；所述手动旋转台通过螺栓固定在一维精密导轨上，通过调整旋转台上的螺旋实现一定角度的旋转，所述微谐振腔耦合台通过转接片和螺栓固定在手动旋转台上，用于放置和吸附微谐振腔片，保持微谐振腔片在后续调节中的位置稳定。
本发明所取得的有益效果为：
本发明可以应用于片上微谐振腔的制造和测试之中，通过全面的机械结构的说明，能够实现较为精密的光纤与微谐振腔片上波导的耦合，提高了耦合的效率和精度。
附图说明
图1为微谐振腔耦合装置系统结构图；
图2为光纤夹持器装置图；
图3为微谐振腔片固定装置图。
视觉采集装置-100：机械固定架-110，三维调节机构-120：水平导轨-121、L型竖直导轨-122、L型镜筒夹具-123，相机采集机构-130：CCD相机-131、镜筒-132和环形光源-133。
光纤耦合调整装置-200：六轴调整台-210，光纤夹持器-220：夹持拨片-221和光纤槽-222，凹凸连接片230。
微谐振腔片固定装置-300：微谐振腔耦合台-310、转接片-320、手动旋转台-330、一维精密导轨-340。
具体实施方式
为了使本发明目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“竖直的”、“正交”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
图1为微谐振腔耦合装置系统结构图。一种微谐振腔耦合的装置，包括：
视觉采集装置100，所述的视觉采集装置包括：机械固定架110、三维调节机构120、相机采集机构130。所述三维调节机构120包括水平导轨121、L型竖直导轨122、L型镜筒夹具123，所述相机采集机构130包括CCD相机131、镜筒132、环形光源133。
光纤耦合调整装置200，所述的光纤耦合调整装置包括：六轴调整台210、光纤夹持器220和凹凸连接片230。所述光纤夹持器220包括夹持拨片221和光纤槽222。
微谐振腔片固定装置300，所述的微谐振腔波导片固定装置包括微谐振腔耦合台310、转接片320、手动旋转台330、一维精密导轨340。
所述视觉采集装置100中机械固定架110通过螺栓固定在光学平台400上。所述水平导轨121通过螺栓固定在机械调整架110上，通过手动调整可实现在水平方向上的位移，所述L型竖直导轨122通过螺栓正交固定在水平导轨121上，通过手动调整可实现在竖直方向上的位移，所述L型镜筒夹具123通过螺栓固定在L型竖直导轨122上。所述CCD相机131通过螺纹旋转固定在镜筒132上，所述镜筒132通过螺母和螺栓固定在L型镜筒夹具123上，通过松开螺母可以移动镜头的位置，紧固螺母实现镜头的固定，所述环形光源133通过螺栓固定在镜筒132上。
所述光纤耦合调整装置200中六轴调整台210通过螺栓固定在微腔片固定装置300两侧，所述凹凸连接片230通过螺栓固定在六轴调整台上，所述光纤夹持器220固定在凹凸连接片230上。所述光纤夹持器分为夹持拨片221和光纤槽222，两者通过卡槽连接，通过狭长的凹槽和上端的拨片固定光纤。另一侧耦合装置的安装同理。
所述微谐振腔片固定装置300中一维精密导轨340通过螺栓固定在光学平台上400，能够实现在竖直方向上的精密可调位移。所述手动旋转台330通过螺栓固定在一维精密导轨340上，通过转动手动调整旋转台上的手旋拧实现一定角度的旋转，所述微谐振腔耦合台310通过转接片320和螺栓固定在手动旋转台上，用于放置和吸附微谐振腔片，保持微谐振腔片在后续调节中的位置稳定。
图2为光纤夹持器装置图，可以清晰的看到所述的光纤夹持器220和凹凸连接片230间具体的连接和安装位置。
图3为微谐振腔片固定装置图，可以清晰的看到所述的微谐振腔波导片固定装置中一维精密导轨340、手动旋转台330、转接片320和微谐振腔耦合台310的安装位置。
首先，将微腔耦合装置安装在光学平台上，手动调整水平导轨121、L型竖直导轨122和L型镜筒夹具123，使得CCD相机131、镜筒132和环形光源133组成的相机采集机构能位于光纤耦合调整装置200和微谐振腔片固定装置300正上方的合适高度，从而采集到清晰的微腔片上的图像，将微谐振腔片吸附在微谐振腔耦合台310上，通过调整一维精密导轨340将微谐振腔片移动到左右两端的光纤耦合调整装置中间，将左右两侧的耦合光纤分别固定在左右两侧的光纤夹持器220上，通过左右两端六轴调整台调整光纤与微谐振腔片上波导的耦合情况，实现高精度的耦合。
Claims (4)
1.一种微谐振腔耦合的装置，包括：
视觉采集装置，所述的视觉采集装置包括：机械固定架、三维调节机构、相机采集机构；所述三维调节机构包括水平导轨、L型竖直导轨、L型镜筒夹具，所述相机采集机构包括CCD相机、镜筒、环形光源；
光纤耦合调整装置，所述的光纤耦合调整装置包括：六轴调整台、光纤夹持器和凹凸连接片；所述光纤夹持器包括夹持拨片和光纤槽；
微谐振腔片固定装置，所述的微谐振腔波导片固定装置包括微谐振腔耦合台、转接片、手动旋转台、一维精密导轨。
2.根据权利要求1所述的一种微谐振腔耦合装置，其特征在于，所述视觉采集装置中机械固定架通过螺栓固定在光学平台上；所述水平导轨通过螺栓固定在机械调整架上，通过手动调整可实现在水平方向上的位移，所述L型竖直导轨通过螺栓正交固定在水平导轨上，通过手动调整可实现在竖直方向上的位移，所述L型镜筒夹具通过螺栓固定在L型竖直导轨上；所述CCD相机通过螺纹旋转固定在镜筒上，所述镜筒通过螺母和螺栓固定在L型镜筒夹具上，通过松开螺母可以移动镜头的位置，紧固螺母实现镜头的固定，所述环形光源通过螺栓固定在镜筒上。
3.根据权利要求1所述的一种微谐振腔耦合装置，其特征在于，所述光纤耦合调整装置中六轴调整台通过螺栓固定在微腔片固定装置两侧，所述凹凸连接片通过螺栓固定在六轴调整台上，所述光纤夹持器固定在凹凸连接片上；所述光纤夹持器分为夹持拨片和光纤槽，两者通过卡槽连接，通过狭长的凹槽和上端的拨片固定光纤；另一侧耦合装置的安装同理。
4.根据权利要求1所述的一种微谐振腔耦合装置，其特征在于，所述微谐振腔片固定装置中一维精密导轨通过螺栓固定在光学平台上，能够实现在竖直方向上的精密可调位移；所述手动旋转台通过螺栓固定在一维精密导轨上，通过调整旋转台上的螺旋实现一定角度的旋转，所述微谐振腔耦合台通过转接片和螺栓固定在手动旋转台上，用于放置和吸附微谐振腔片，保持微谐振腔片在后续调节中的位置稳定。
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