CN114654119A - 一种用于光口与透镜组件焊接的限位装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光通信技术领域，提供了一种用于光口与透镜组件焊接的限位装置及其使用方法。其中限位装置包括：光窗定位套环和至少两个汇聚透镜限位块；所述光窗定位套环的内径与光窗的外径相匹配，用于套接光窗；所述汇聚透镜限位块设置在光窗定位套环的上表面，并且，所述汇聚透镜限位块的内表面与汇聚透镜组件外表面相匹配，用于套接汇聚透镜组件。通过本发明限位装置与光窗套接，并且，限位块的内表面与汇聚透镜组件外表面相匹配，将汇聚透镜组件安插在限位块形成的空腔内，通过调整汇聚透镜组件，使汇聚透镜组件与光窗的光口对准，再进行焊接，保证光发射组件生产成本，设备复杂性、通用性的前提下，实现了光口与汇聚透镜组件装配的目的。

Description

一种用于光口与透镜组件焊接的限位装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，特别是涉及一种用于光口与透镜组件焊接的限位装置及其使用方法。

背景技术

在光通信领域中，进行光发射组件(TOSA)生产制作时，为了提高生产效率，往往会将光口处的汇聚透镜使用无源对准的装配方式，当前一种主要的方式是将管壳的光窗加工成特殊的结构，以装配相应的透镜，但这样不同产品均需要定制管壳，会提高物料成本。为了降低成本，使用供应商的批量公模管壳是比较好的选择，此时为了兼顾耦合效率，需要利用一定的限位结构或者装置来将汇聚透镜组件与光口焊接在一起，比如可以使用激光焊接设备定制夹头来固定汇聚透镜，再通过设备调节位置来进行光口与汇聚透镜之间的定位，但这样会增加设备复杂度并降低了设备对不同产品的通用性，也间接提高了成本。

鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是在保证光发射组件生产成本，设备复杂性、通用性的前提下，如何将光口与汇聚透镜组件装配在一起的问题。

本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种用于光口与透镜组件焊接的限位装置，包括：光窗定位套环和至少两个汇聚透镜限位块；

所述光窗定位套环的内径与光窗的外径相匹配，用于套接光窗；

所述汇聚透镜限位块设置在光窗定位套环的上表面，并且，所述汇聚透镜限位块的内表面与汇聚透镜组件外表面相匹配，用于套接汇聚透镜组件。

优选的，所述汇聚透镜限位块的内表面向内倾斜第一预设角度设置，用于卡紧汇聚透镜组件。

优选的，所述光窗定位套环的内部设置有U形滑槽，以及与所述U形滑槽匹配的U形弹片；所述U形弹片两端内侧设置有凸起部，所述U形滑槽两端近圆心侧的内壁设置有对称的两个通槽，所述通槽贯穿U形滑槽近圆心侧的内壁和光窗定位套环内壁，并且，所述通槽连线穿过所述光窗定位套环的圆心；所述U形弹片的凸起部滑入通槽，并与光窗外壁抵接，以便将所述限位装置固定在光窗上。

优选的，所述U形弹片的两端向内呈第二预设角度设置，所述U形弹片的凸起部与光窗外壁抵接后，以便限位装置通过U形弹片与光窗卡紧。

优选的，所述光窗与凸起部抵接处设置有凹槽，所述凹槽与凸起部相匹配，用于避免U形弹片与光窗固定失效。

优选的，所述U形弹片的中部设置有推拉件，所述光窗定位套环上设置有与推拉件匹配的通孔，所述推拉件连接U形弹片并穿过通孔，延伸至光窗定位套环外部，通过调节推拉件带动U形弹片的凸起部滑入/滑出所述凹槽，以便实现限位装置与光窗固卡紧/解锁。

优选的，所述U形滑槽近圆心侧内壁远离通槽预设距离设置有卡槽，通过推拉件带动凸起部滑入卡槽，以免解锁后的作用力将凸起部滑入通槽。

优选的，介于相邻所述汇聚透镜限位块之间的光窗定位套环的上表面设置有激光焊接空槽，便于汇聚透镜组件与光窗焊接。

优选的，所述推拉件为推拉杆、推拉环和推拉柄中的一种或多种。

第二方面，本发明基于第一方面的用于光口与透镜组件焊接的限位装置基础上，还提供了一种用于光口与透镜组件焊接的限位装置的使用方法，包括：

将限位装置的光窗定位套环套接在光窗上，并将汇聚透镜组件插入汇聚透镜限位块组成的空腔内进行固定；

对推拉件进行推拉调节，使得推拉件带动U形弹片的凸起部滑入通槽卡紧，将限位装置与光窗固定，再利用激光焊接技术，将汇聚透镜组件与光窗焊接在一起；

待焊接结束后，调节推拉件带动U形弹片的凸起部滑入所述卡槽内进行解锁固定，将限位装置与光窗进行分离。

本发明通过在光窗上套接限位装置，并将限位装置上的汇聚透镜限位块向内倾斜第一预设角度设置，使得汇聚透镜组件插入汇聚透镜限位块形成的空腔内进行抱紧固定，本发明不需要额外添加结构将汇聚透镜组件固定在限位装置内，降低了本发明结构的复杂性；除此之外，本发明在光窗定位套环内设置U形滑槽，以及与U形滑槽匹配的U形弹片组成卡紧/解锁装置，通过调节推拉件带动U形弹片上的凸起部滑入通孔/卡槽。当凸起部滑入通孔时，通过U形弹片的作用，限位装置的光窗定位套环与光窗抱紧固定，通过限位装置使得汇聚透镜组件与光窗的光口对准，并紧紧贴合，避免了焊接时发生错位的后果；当焊接结束后，凸起部滑入卡槽，光窗定位套环与光窗解锁，进而实现了限位装置与光窗的分离。利用本发明的限位装置，既保障了光发射组件生产成本，设备复杂性、通用性，也实现了光口与汇聚透镜组件装配的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种用于光口与透镜组件焊接的限位装置的装配过程所用零件整体结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种用于光口与透镜组件焊接的限位装置的第一视角的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种用于光口与透镜组件焊接的限位装置的另一视角的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种用于光口与透镜组件焊接的限位装置的U形弹片的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种用于光口与透镜组件焊接的限位装置的光窗结构透视图；

图6是本发明实施例提供的一种用于光口与透镜组件焊接的不含U形弹片的限位装置的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的一种用于光口与透镜组件焊接的限位装置的激光焊接空槽位置分布示意图；

图8是本发明实施例提供的一种用于光口与透镜组件焊接的限位装置的使用方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、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例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本发明的限制。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例1:

本发明实施例1提供了一种用于光口与透镜组件焊接的限位装置，如图1所示，包括：光窗定位套环1和至少两个汇聚透镜限位块2；

所述光窗定位套环1的内径与光窗3的外径相匹配，用于套接光窗3；

所述汇聚透镜限位块2设置在光窗定位套环1的上表面，并且，所述汇聚透镜限位块2的内表面与汇聚透镜组件4外表面相匹配，用于套接汇聚透镜组件4。

通过本发明的限位装置的光窗定位套环1与光窗3套接，并且，汇聚透镜限位块2的内表面与汇聚透镜组件4外表面相匹配，将汇聚透镜组件4安插在汇聚透镜限位块2形成的空腔内，通过调整汇聚透镜组件4的位置，使得汇聚透镜组件4的位置与光窗3的光口对准，并进行焊接，保证光发射组件生产成本，设备复杂性、通用性的前提下，实现了光口与汇聚透镜组件4装配的目的。

为了展现本发明完整的方案，接下来对本发明的具体细节做详细的阐述。进一步的，所述汇聚透镜限位块2的内表面向内倾斜第一预设角度设置，用于卡紧汇聚透镜组件4。

本发明汇聚透镜限位块2内套接的汇聚透镜组件4为规整的圆柱体，若本发明的汇聚透镜限位块2不向内倾斜设置，当汇聚透镜组件4插入汇聚透镜组件4形成的圆柱体空腔内时，汇聚透镜组件4能在汇聚透镜限位块2的形成的圆柱体空腔壁活动(包括沿着汇聚透镜组件4的轴心转动，以及沿着汇聚透镜限位块2空腔壁移动)。当汇聚透镜组件4沿着汇聚透镜限位块2空腔壁移动时，汇聚透镜组件4无法与光窗3贴紧，使得无法进行焊接，同时也会影响光发射器件精度。本发明实施例优选的将汇聚透镜限位块2的内表面向内倾斜第一预设角度设置，将汇聚透镜组件4插入本发明的汇聚透镜限位块2空腔，并调节汇聚透镜组件4与光窗3的光口对准；当汇聚透镜与光窗3的光口对准后，通过汇聚透镜限位块2内壁对汇聚透镜的作用力进行卡紧固定，避免了光窗3的光口与汇聚透镜焊接时发生移位。值得注意的是，汇聚透镜限位块2内表面向内倾斜的角度可以根据具体需求进行设定；本发明的汇聚透镜限位块2具有一定的韧性(可以采用具有一定韧性的塑料制成)，通过掰开汇聚透镜限位块2，将汇聚透镜组件4插入汇聚透镜限位块2形成的空腔内。

进一步的，所述光窗定位套环1的内部设置有U形滑槽11，以及与所述U形滑槽11匹配的U形弹片12；所述U形弹片12两端内侧设置有凸起部121，所述U形滑槽11两端近圆心侧的内壁设置有对称的两个通槽111，所述通槽111贯穿U形滑槽11近圆心侧的内壁和光窗定位套环1内壁，并且，所述通槽111连线穿过所述光窗定位套环1的圆心；所述U形弹片12的凸起部121滑入通槽111，并与光窗3外壁抵接，以便将所述限位装置固定在光窗3上。

如图2-3所示，表示两种不同视角下的光窗定位套环1结构示意图，当光窗定位套环1与光穿个完成套接后，限位装置整体可以光窗3的侧壁为轨道进行移动，使得汇聚透镜组件4与光窗3脱离接触。本发明实施例优选的通过在光窗定位套环1内设置U形弹片12和U形滑槽11结构，通过将U形弹片12的凸起部121滑入通槽111进行卡紧，并且，U形滑槽11设置在光窗定位套环1内，限位装置通过U形滑槽11内的U形弹片12与光窗3的侧壁固定，避免了套接有汇聚透镜组件4的限位装置与光窗3脱节。值得注意的是，为了便于生产和组装本发明的限位装置，通常在光窗定位套环1的下表面处进行开槽；但本发明也可以在光窗定位套环1内部采用镶嵌的方式开槽，并将U形弹片12一起封装在光窗定位套环1内部。

除此之外，本发明的U形弹片12可以等效替代为U形弹性钢丝件，相应的形状与U形弹片12相似，当本发明实施例U形弹片12替换为U形弹性钢丝件后，需将本发明的U形滑槽11的高度降低，防止U形弹性钢丝件卡紧时发生偏移。值得注意的是，本发明实施例的凸起部121可以为U形弹片12额外添加的部件，也可以与U形弹片12一体成型。

进一步的，如图5所示，所述U形弹片12的两端向内呈第二预设角度设置，所述U形弹片12的凸起部121与光窗3外壁抵接后，以便限位装置通过U形弹片12与光窗3卡紧。

其中，为了使U形弹片12的凸起部121滑入通槽111内进行卡紧，如图4所示，本发明将U形弹片12的两端向内倾斜第二预设角度，第二预设角度的大小可以根据实际需求进行设定。当U形弹片12上的凸起部121顺着U形滑槽11推/拉入通槽111内时，由于弹力的作用，使得U形弹片12卡紧通槽111，进而实现自锁定(卡紧)的作用。

当凸起部121与光窗3外壁抵接后，由于光窗3外壁相对光滑，仅通过U形弹片12的自锁力很难将本发明的限位装置与光窗3固定。如图5所示，本发明优选的在所述光窗3与凸起部121抵接处设置有凹槽31，所述凹槽31与凸起部121相匹配，用于避免U形弹片12与光窗3固定失效。凹槽31位于光窗3与凸起部121抵接处，U形弹片12的凸起部121滑入通槽111后，通过U形弹片12的自锁力，U形弹片12的凸起部121卡在凹槽31内进行固定，从而使得焊接过程中，光窗3与汇聚透镜组件4不发生移位。当焊接结束后，将U形弹片12的凸起部121滑离凹槽31，使得本发明的限位装置与光窗3解锁，将限位装置抽离光窗3。值得注意的是，理论上，凹槽31可以设置得很小，只要凸起部能滑入凹槽31卡住即可。

进一步的，如图4所示，所述U形弹片12的中部设置有推拉件122，所述光窗定位套环1上设置有与推拉件122匹配的通孔13，所述推拉件122连接U形弹片12并穿过通孔13，延伸至光窗定位套环1外部，通过调节推拉件122带动U形弹片12的凸起部121滑入/滑出所述凹槽31，以便实现限位装置与光窗3固卡紧/解锁。

将本发明的U形弹片12滑入/滑离凹槽31的过程中，由于U形弹片12设置在U形轨道内，并且，U形轨道设置在光窗定位套环1内部，很难通过手动直接调节U形弹片12的位置。本发明实施例优选的通过在U形弹片12的中部设置推拉件122，以及在光窗定位套环1上设置与推拉件122相匹配的通孔13。推拉件122在通孔13上进行来回推拉，带动U形弹片12滑入/滑离凹槽31。当进行焊接时，推拉件122带动U形弹片12滑入凹槽31内，光窗3与限位装置固定，使得焊接更加容易；当焊接结束后，推拉件122带动U形弹片12滑离凹槽31，光窗3与限位装置解锁，使得光窗3与限位装置脱离，以便抽出限位装置。本发明的推拉件122可以为推拉杆、推拉环和推拉柄中的一种或多种，并且，当推拉件122为具体形状时，相应的通孔13的形状也应于具体的推拉件122相匹配。

在对本发明的推拉杆进行调节时，受光窗定位套环1的尺寸影响，U形轨道的大小，以及U形轨道能提供给U形弹片12的移动距离有限，当U形弹片12的凸起部121滑离凹槽31后，为了避免U形弹片12回弹造成凸起部121再次自动回到凹槽31内，如图6所示，本发明实施例在所述U形滑槽11近圆心侧内壁远离通槽111预设距离设置有卡槽112，通过推拉件122带动凸起部121滑入卡槽112进行固定，以免解锁后的作用力自动将凸起部121滑入通槽111。

进一步的，介于相邻所述汇聚透镜限位块2之间的光窗定位套环1的上表面设置有激光焊接空槽14，便于汇聚透镜组件4与光窗3焊接。

从本发明的目的出发，本发明需要实现光窗3与汇聚透镜组件4的焊接。在焊接前，需要将汇聚透镜组件4与光窗3的光口对准并固定，并且，还需要设置焊接点。如图7所示，本发明实施例在相邻的汇聚透镜限位块2之间的光窗定位套环1的上表面设置有激光焊接空槽14。在激光焊接空槽14区域内，光窗3与汇聚透镜组件4紧密接触，并且，接触处暴露在外面，以便使用激光将汇聚透镜组件4边缘与光窗3焊接到一起。本发明的激光焊接空槽14的设置，实际上为了便于光窗3与汇聚透镜组件4的焊接。

实施例2:

本发明基于实施例1的用于光口与透镜组件焊接的限位装置，提供了一种用于光口与透镜组件焊接的限位装置的使用方法，如图8所示，包括：

步骤201：将限位装置的光窗定位套环1套接在光窗3上，并将汇聚透镜组件4插入汇聚透镜限位块2组成的空腔内进行固定；

要实现光口与透镜组件焊接，首先需要将本发明的限位装置与光窗3，以及汇聚透镜组件4进行固定。本发明通过将限位装置的光窗定位套环1与光窗3套接，并将汇聚透镜组件4插入汇聚透镜限位块2组成的空腔内，通过汇聚透镜限位块2的内表面向内倾斜设置，汇聚透镜组件4卡入汇聚透镜限位块2空腔后，保障汇聚透镜组件4与光窗3紧密接触。待接触后，通过调节汇聚透镜组件4与光窗3的光口位置，使得汇聚透镜组件4与光窗3的光口对准。

步骤202：对推拉件122进行推拉调节，使得推拉件122带动U形弹片12的凸起部121滑入通槽111卡紧，将限位装置与光窗3固定，再利用激光焊接技术，将汇聚透镜组件4与光窗3焊接在一起；

待汇聚透镜组件4与光窗3的光口对准后，需要将汇聚透镜组件4与光窗3进行固定再进行焊接。本发明通过调节连接在U形弹片12的推拉件122，带动U形弹片12的凸起部121滑入通槽111内进行卡紧。在相邻汇聚透镜限位块2之间所留出的激光焊接空槽14内进行焊接，将汇聚透镜组件4边缘与光窗3焊接到一起。

步骤203：待焊接结束后，调节推拉件122带动U形弹片12的凸起部121滑入所述卡槽112内进行解锁固定，将限位装置与光窗3进行分离。

待焊接结束后，需要将本发明的限位装置取出，通过调节本发明的推拉件122带动U形弹片12的凸起部121滑离通槽111进行解锁。为了避免解锁后的作用力自动的将凸起部121滑入通槽111内，本发明利用推拉件122将卡紧的U形弹片12滑入卡槽112内进行解锁，与此同时，U形弹片12的凸起部121滑入卡槽112内进行固定，既实现了焊接后的解锁，也避免了解锁后的作用力将凸起部121滑入通槽111的结果。待解锁后，可以直接将限位装置抽出或旋出光窗3，从而实现了本发明的限位装置与光窗3的分离。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于光口与透镜组件焊接的限位装置，其特征在于，包括：光窗定位套环(1)和至少两个汇聚透镜限位块(2)；

所述光窗定位套环(1)的内径与光窗(3)的外径相匹配，用于套接光窗(3)；

所述汇聚透镜限位块(2)设置在光窗定位套环(1)的上表面，并且，所述汇聚透镜限位块(2)的内表面与汇聚透镜组件(4)外表面相匹配，用于套接汇聚透镜组件(4)。

2.根据权利要求1所述的用于光口与透镜组件焊接的限位装置，其特征在于，所述汇聚透镜限位块(2)的内表面向内倾斜第一预设角度设置，用于卡紧汇聚透镜组件(4)。

3.根据权利要求1所述的用于光口与透镜组件焊接的限位装置，其特征在于，所述光窗定位套环(1)的内部设置有U形滑槽(11)，以及与所述U形滑槽(11)匹配的U形弹片(12)；所述U形弹片(12)两端内侧设置有凸起部(121)，所述U形滑槽(11)两端近圆心侧的内壁设置有对称的两个通槽(111)，所述通槽(111)贯穿U形滑槽(11)近圆心侧的内壁和光窗定位套环(1)内壁，并且，所述通槽(111)连线穿过所述光窗定位套环(1)的圆心；所述U形弹片(12)的凸起部(121)滑入通槽(111)，并与光窗(3)外壁抵接，以便将所述限位装置固定在光窗(3)上。

4.根据权利要求3所述的用于光口与透镜组件焊接的限位装置，其特征在于，所述U形弹片(12)的两端向内呈第二预设角度设置，所述U形弹片(12)的凸起部(121)与光窗(3)外壁抵接后，以便限位装置通过U形弹片(12)与光窗(3)卡紧。

5.根据权利要求4所述的用于光口与透镜组件焊接的限位装置，其特征在于，所述光窗(3)与凸起部(121)抵接处设置有凹槽(31)，所述凹槽(31)与凸起部(121)相匹配，用于避免U形弹片(12)与光窗(3)固定失效。

6.根据权利要求5所述的用于光口与透镜组件焊接的限位装置，其特征在于，所述U形弹片(12)的中部设置有推拉件(122)，所述光窗定位套环(1)上设置有与推拉件(122)匹配的通孔(13)，所述推拉件(122)连接U形弹片(12)并穿过通孔(13)，延伸至光窗定位套环(1)外部，通过调节推拉件(122)带动U形弹片(12)的凸起部(121)滑入/滑出所述凹槽(31)，以便实现限位装置与光窗(3)固卡紧/解锁。

7.根据权利要求6所述的用于光口与透镜组件焊接的限位装置，其特征在于，所述U形滑槽(11)近圆心侧内壁远离通槽(111)预设距离设置有卡槽(112)，通过推拉件(122)带动凸起部(121)滑入卡槽(112)，以免解锁后的作用力将凸起部(121)滑入通槽(111)。

8.根据权利要求1所述的用于光口与透镜组件焊接的限位装置，其特征在于，介于相邻所述汇聚透镜限位块(2)之间的光窗定位套环(1)的上表面设置有激光焊接空槽(14)，便于汇聚透镜组件(4)与光窗(3)焊接。

9.根据权利要求6所述的用于光口与透镜组件焊接的限位装置，其特征在于，所述推拉件(122)为推拉杆、推拉环和推拉柄中的一种或多种。

10.一种用于光口与透镜组件焊接的限位装置的使用方法，其特征在于，包括：

将限位装置的光窗定位套环(1)套接在光窗(3)上，并将汇聚透镜组件(4)插入汇聚透镜限位块(2)组成的空腔内进行固定；

对推拉件(122)进行推拉调节，使得推拉件(122)带动U形弹片(12)的凸起部(121)滑入通槽(111)卡紧，将限位装置与光窗(3)固定，再利用激光焊接技术，将汇聚透镜组件(4)与光窗(3)焊接在一起；

待焊接结束后，调节推拉件(122)带动U形弹片(12)的凸起部(121)滑入所述卡槽(112)内进行解锁固定，将限位装置与光窗(3)进行分离。

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