CN113484967A - 一种空间准直光学系统的耦合实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种空间准直光学系统的耦合实现方法，应用于光学系统领域，针对现有技术存在的准直光精度不高的问题，本发明首先将准直透镜和金属壳体固定，从光口输入的光，通过准直透镜到达反射镜，光从反射镜返回，最终回到光口；通过调整光口和准直透镜的相对位置，使入射光和反射光的能量差异最小，从而获得较高精度的准直光。

Description

一种空间准直光学系统的耦合实现方法

技术领域

本发明属于光学系统领域，特别涉及一种光学系统的耦合技术。

背景技术

多通道接收光器件结构复杂，准直光系统才能符合复杂的光路要求。准直光的精度影响产品的耦合效率和品质，如何制备高质量的准直光是产品生产的关键。现有的光学系统结构及采用的光路如图1所示，包括：光接收器件11、汇聚透镜12、Z-Block 13、准直透镜14、光口15、金属壳体16、准直receptacle 17；光口15发出的汇聚光通过准直透镜14转化为准直光，准直光通过Z-Block 13分光后形成四个平行光路发出，经过汇聚透镜12后形成汇聚光到光接收器件11接收

现有生产工艺将14/15组装为整体器件，即准直receptacle 17，耦合时固定13和11，通过耦合17和12的相对位置，实现光路聚焦到接收器件。现有工艺存在的问题，购买17准直receptcle,价格较高。耦合17和12需要两个夹持，耦合两个器件，对工艺以及耦合治具要求高。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种空间准直光学系统的耦合实现方法，采用反射镜将经准直透镜的准直光反射回到光口，从而得到较高精度的准直光。

本发明采用的技术方案为：一种空间准直光学系统的耦合实现方法，包括：金属壳体、准直透镜、光口；首先将准直透镜固定在金属壳体外侧，然后在金属壳体中设置反射镜，来调整光口与准直透镜的相对位置。

具体的：光口输入的光经准直透镜后到达反射镜，反射光经准直透镜后到达光口；调整光口与准直透镜的相对位置，当光口输入的光与反射光的能量差异小于第一阈值，固定光口，完成光口耦合。

所述第一阈值为0.5dB。

还包括耦合调整Z-block的位置，具体的：将光接收器件根据设计位置直接装配固定，准直透镜出来的准直光，通过Z-block分光为4个通道准直光，通过反射镜将4个通道的光反射到光接收器件，调整Z-block的位置，监控Z-block出来的4个通道光能量大小，当Z-block出来的4个通道光能量相对入光插损小于第二阈值时，固定Z-block，完成Z-block耦合。

所述第二阈值为0.2dB。

还包括耦合调整汇聚透镜的位置，通过治具夹持汇聚透镜进行调整，当光接收器件响应度最大时，固定汇聚透镜，完成汇聚透镜耦合。

本发明的有益效果：本发明首先将准直透镜和金属壳体固定，接着采用反射镜对光口进行耦合：从光口输入的光，通过准直透镜到达反射镜，光从反射镜返回，最终回到光口，通过调整光口和准直透镜的相对位置，使入射光和反射光的能量差异最小，从而获得较高精度的准直光，从而完成光口的耦合；基于前面耦合得到的较高精度的准直光，使得后续能用简单工艺实现Z-Block耦合，汇聚透镜耦合；与现有生产工艺相比，本发明极大的减少了后段封装的难度，降低了物料和工艺的成本，非常有利于大批量的生产制造。

附图说明

图1现有的光学系统结构及所采用的光路；

图2为本发明提供的准直光系统原理图；

图3为Z-block的装配原理图；

附图标记：21为本发明的光接收器件、23为本发明的Z-Block、24为本发明的准直透镜、25为本发明的光口、26为本发明的金属壳体、27为反射镜。

具体实施方式

为便于本领域技术人员理解本发明的技术内容，下面结合附图对本发明内容进一步阐释。

如图2所示，本发明提供的准直光系统包括：金属壳体26，设置于金属壳体26内的反射镜27，固定在金属壳体26外侧的准直透镜24，还包括光口25；所采用的光路具体为：从光口25输入的光，经准直透镜24后到达反射镜27，光经反射镜27返回，通过准直透镜24后，最终回到光口25。

本发明的方法首先将准直透镜24固定在金属壳体26外侧，然后采用竖直设置的反光镜27对光口25位置进行耦合调整；具体的：通过调整光口25和准直透镜24的相对位置，当入射光与反射光的能量差异小于第一阈值时使时，固定光口25位置，从而获得较高精度的准直光，完光口25的耦合。本实施例中第一阈值为0.5dB时，可以得到较高精度的准直光。

现有工艺需要同时耦合Lens array和准直receptacle校准光路，并且在治具上夹持两个物料，进行两个物料多维度耦合，难度较大；本发明能制备相对标准的准直光，使得各物料可以，实现了生产治具和工艺的简单化；单独耦合的物料具体的包括：Z-block耦合、汇聚透镜耦合；如图3所示，Z-block耦合过程为：

1、将光接收器件21根据设计位置直接装配固定；本领域技术人员应注意，这里的光接收器件作为Z-block耦合的辅助，因此，图3所示的光接收期间的位置并不是其最终位置。

2、对Z-block 23进行耦合：准直透镜出来的准直光，通过Z-block 23分光为4个通道准直光，通过反射镜将4个通道的光反射到光接收器件21(具体耦合时反射镜位置根据光接收器件21位置进行设定)，监控Z-block 23出来的四个通道光能量大小，耦合调整Z-block23位置，使Z-block 23出来的4个通道光能量相对入光插损小于第二阈值，固定Z-block 23，完成Z-block 23装配。

本实施例中第二阈值取值为0.2dB。

对汇聚透镜进行耦合时，已经完成其他器件组装(即前面的准直透镜、光口、Z-block的装配已完成)，通过治具夹持汇聚透镜，并耦合汇聚透镜，使光接收器件响应度最大，固定汇聚透镜，完成汇聚透镜耦合。

综上，基于本发明所获得的较高精度的准直光，使得后续可以采用更简单的工艺实现Z-Block耦合，汇聚透镜耦合；各物料可以单独耦合，实现了生产治具和工艺的简单化。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (6)

1.一种空间准直光学系统的耦合实现方法，其特征在于，包括：金属壳体、准直透镜、光口；首先将准直透镜固定在金属壳体外侧，然后在金属壳体中设置反射镜，来调整光口与准直透镜的相对位置。

2.根据权利要求1所述的一种空间准直光学系统的耦合实现方法，其特征在于，调整光口与准直透镜的相对位置的具体过程为：光口输入的光经准直透镜后到达反射镜，反射光经准直透镜后到达光口；调整光口与准直透镜的相对位置，当光口输入的光与反射光的能量差异小于第一阈值，固定光口，完成光口耦合。

3.根据权利要求2所述的一种空间准直光学系统的耦合实现方法，其特征在于，所述第一阈值为0.5dB。

4.根据权利要求3所述的一种空间准直光学系统的耦合实现方法，其特征在于，还包括耦合调整Z-block的位置，具体的：将光接收器件根据设计位置直接装配固定，准直透镜出来的准直光，通过Z-block分光为4个通道准直光，通过反射镜将4个通道的光反射到光接收器件，调整Z-block的位置，监控Z-block出来的4个通道光能量大小，当Z-block出来的4个通道光能量相对入光插损小于第二阈值时，固定Z-block，从而完成Z-block耦合。

5.根据权利要求4所述的一种空间准直光学系统的耦合实现方法，其特征在于，所述第二阈值为0.2dB。

6.根据权利要求5所述的一种空间准直光学系统的耦合实现方法，其特征在于，还包括耦合调整汇聚透镜的位置，通过治具夹持汇聚透镜进行调整，当光接收器件响应度最大时，固定汇聚透镜，完成汇聚透镜耦合。

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