CN203311072U - 一种光纤端面定位器的六维机械调节机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种光纤端面定位器的六维机械调节机构，包括第一连接筒（1）、第二连接筒（2）、套筒（3）、第三连接筒（4）、第一紧定螺丝（5）、压缩弹簧（6）、第二紧定螺丝（7）和调节螺丝（8）。光纤端面定位器（10）固定于第一连接筒的一端，第一连接筒的另一端与第二连接筒之间通过压缩弹簧和第二紧定螺丝预紧，利用调节螺丝调节第一连接筒在第二连接筒中的位置，第二连接筒与套筒之间为左旋螺纹连接，套筒与第三连接筒之间为右旋螺纹连接，第一紧定螺丝起紧定作用，镜头（11）通过压圈（12）固定于第三连接筒的前端。本实用新型六维机械调节机构体积小巧、结构紧凑、容易实现，便于光纤端面定位器的集成化与阵列化应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种六维机械调节机构，特别是涉及一种光纤端面定位器的六维机械调节机构。
背景技术
光纤端面定位器是一种可以在亚毫米量级范围内快速改变光纤端面位置、实现光纤端面高精度定位的压电驱动器件，在激光大气传输、激光自由空间通信、激光雷达等领域有着广阔的应用前景。2005年，美国人Leonid A.Beresnev发表了第一篇关于光纤端面定位器的文章（L.Beresnev and M.Vorontsov.Design of adaptive fiber optics collimator for free-spacecommunication laser transceiver.Proc.SPIE,Vol.5895,58950R,2005），而Beresnev提出的关于光纤端面定位器的美国专利已获授权（US2012/0224824A1：compact fiber optic positioner withwide frequency bandwidth）。2008年，L.Beresnev等人的文章（L.Beresnev,et al.Developmentof adaptive fiber collimators for conformal fiber-based beam projection systems.Proc.SPIE,Vol.7090,709008,2008）中介绍了一种光纤端面定位器的六维机械调节机构，可以实现光纤端面与镜头之间高精度的预调节。其中，六个维度是指激光偏振方向、光纤端面轴向移动、光纤端面平移（两个方向）和光纤端面倾斜（两个方向）。但是，该调节机构过于复杂，对机械加工能力、装配精度以及实验人员的操作技能提出了很高的要求。在国内，中国科学院自适应光学重点实验室率先展开了光纤端面定位器的研究工作，耿超等人发表的文章（耿超，谭毅，牟进博，李新阳。多单元光纤激光阵列的倾斜控制实验研究。物理学报，62卷第2期，024206，2013）中使用了一种光纤端面定位器的六维机械调节机构，但是机械结构较为简单，调节精度较差。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种光纤端面定位器的六维机械调节机构，该调节机构体积小巧、结构紧凑、容易实现，便于光纤端面定位器的集成化与阵列化应用。
本实用新型所采用的技术方案是：一种光纤端面定位器的六维机械调节机构，包括第一连接筒、第二连接筒、套筒、第三连接筒、第一紧定螺丝、压缩弹簧、第二紧定螺丝和调节螺丝。光纤端面定位器固定于第一连接筒的一端，第一连接筒的另一端与第二连接筒之间由压缩弹簧和第二紧定螺丝预紧，利用调节螺丝调节第一连接筒在第二连接筒中的位置，第二连接筒与套筒之间为左旋螺纹连接，套筒与第三连接筒之间为右旋螺纹连接，第一紧定螺丝起紧定作用，镜头通过压圈固定于第三连接筒的前端。
进一步的，光纤端面定位器与第一连接筒之间可采用多种固定方式，具体为螺丝固定、胶合固定或螺纹固定。
进一步的，第一连接筒外表面有至少四排圆周均布的多个定位孔，其目的在于对压缩弹簧和调节螺丝进行定位，定位孔的形态多样化，具体为圆形、方形。
进一步的，第二连接筒一端有至少四排圆周均布的多个螺纹孔，另一端外表面为左旋螺纹。
进一步的，套筒一端的内表面为左旋螺纹，另一端的内表面为右旋螺纹，筒壁分布至少两排圆周均布的多个螺纹孔。
进一步的，第三连接筒一端外表面为右旋螺纹，另一端内表面为螺纹结构，通过压圈固定镜头。
进一步的，调节螺丝分布于两组第二紧定螺丝之间或之外，或者与第二紧定螺丝间隔分布。
进一步的，第二连接筒与套筒之间采用右旋螺纹连接，套筒与第三连接筒之间采用左旋螺纹连接，只要两组螺纹连接旋向相反即可。
进一步的，旋转第二连接筒，光纤端面沿轴向旋转，调节激光的偏振方向；旋转套筒，调节光纤端面轴向距离；旋转调节螺丝，调节光纤端面的平移或倾斜。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该六维机械调节机构体积小巧、结构紧凑、容易实现，便于光纤端面定位器的集成化与阵列化应用。
附图说明
图1为本实用新型一种光纤端面定位器的六维机械调节机构的剖面图；
图2为激光偏振方向调节的示意图；
图3为光纤端面轴向移动的示意图；
图4为光纤端面平移调节的示意图；
图5为光纤端面倾斜调节的示意图；
图中：1为第一连接筒，2为第二连接筒，3为套筒，4为第三连接筒，5为第一紧定螺丝，6为压缩弹簧，7为第二紧定螺丝，8为调节螺丝，9为光纤端面，10为光纤端面定位器，11为镜头，12为压圈。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例进一步说明本实用新型。
如图1所示，为本实用新型一种光纤端面定位器的六维机械调节机构的结构剖面图。包括第一连接筒1、第二连接筒2、套筒3、第三连接筒4、第一紧定螺丝5、压缩弹簧6、第二紧定螺丝7和调节螺丝8。光纤端面定位器固定于第一连接筒1的一端，第一连接筒1的另一端与第二连接筒2之间由压缩弹簧6和第二紧定螺丝7预紧，利用调节螺丝8调节第一连接筒1在第二连接筒2中的位置，第二连接筒2与套筒3之间为左旋螺纹连接，套筒3与第三连接筒4之间为右旋螺纹连接，第一紧定螺丝5起紧定作用，镜头通过压圈固定于第三连接筒4的前端。
如图2所示，为激光偏振方向调节的示意图。旋转第二连接筒2，光纤端面沿轴向旋转，调节激光的偏振方向。
如图3所示，为光纤端面轴向移动的示意图。旋转套筒3，调节光纤端面轴向距离。
如图4所示，为光纤端面平移调节的示意图。同时旋转沿第二连接筒2轴向、筒壁同侧的调节螺丝8，调节光纤端面的平移。
如图5所示，为光纤端面倾斜调节的示意图。旋转调节螺丝8中的任一个，调节光纤端面的倾斜。
实施例
按图1的结构设计了一种光纤端面定位器的六维机械调节机构。光纤采用美国Nufern公司的PM980-XP单模保偏光纤，传输激光的波长为1064nm，光纤模场直径约7μm，透镜的通光口径约20mm、焦距为150mm。光纤端面定位器按照耿超等人的文章（C.Geng,X.Li,X.Zhang,and C.Rao.Coherent beam combination of an optical array using adaptive fiber opticscollimators.Opt.Communications,Vol.284,5531,2011）制作。
第一紧定螺丝5选用GB/T73-85中的M3×3，压缩弹簧6选用GB/T1973.3-05中的YI0.2×1.6×7×5.5，第二紧定螺丝7选用GB/T73-85中的M3×4，调节螺丝8选用GB/T73-85中的M2×6。
第一连接筒1为圆筒状，内径为7mm。第一连接筒1的一端突起并与光纤端面定位器的支杆通过胶合连接，另一端外径为11mm且外表面分布有四排圆周均布的十六个直径3mm、深1mm的定位孔。
第二连接筒2为圆筒状，内径为15mm。第二连接筒2的一端外径为21mm，筒壁分布四排圆周均布的十六个螺纹孔，其中外侧两排螺纹孔的直径为3mm（M3），与第二紧定螺丝7配合压紧压缩弹簧6，将第一连接筒1和第二连接筒2预紧；内侧两排螺纹孔的直径为2mm（M2），与调节螺丝配合，调节并固定第一连接筒1在第二连接筒2中的位置。第二连接筒2的另一端外表面为直径20mm（M20）的左旋螺纹。
套筒3为圆筒状，内表面一端为直径20mm（M20）的左旋螺纹，与第二连接筒2配合连接；另一端为直径20mm（M20）的右旋螺纹，与第三连接筒4配合连接。套筒3外径为26mm，筒壁分布两排圆周均布的八个直径为3mm（M3）的螺纹孔，第一紧定螺钉5与八个螺纹孔配合，对螺纹连接处起紧定作用。
第三连接筒4为圆筒状，一端外表面为直径20mm（M20）的右旋螺纹，与套筒3连接；另一端内表面为螺纹结构，通过压圈固定镜头。
第一连接筒1、第二连接筒2、套筒3和第三连接筒4的材料均选用LY12。
至此，本发明完成了一种光纤端面定位器的六维机械调节机构的详细描述。
本实用新型说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
Claims (9)
1.一种光纤端面定位器的六维机械调节机构，其特征在于：包括第一连接筒（1）、第二连接筒（2）、套筒（3）、第三连接筒（4）、第一紧定螺丝（5）、压缩弹簧（6）、第二紧定螺丝（7）和调节螺丝（8）；光纤端面定位器（10）固定于第一连接筒（1）的一端，第一连接筒（1）的另一端与第二连接筒（2）之间由压缩弹簧（6）和第二紧定螺丝（7）预紧，利用调节螺丝调节第一连接筒（1）在第二连接筒（2）中的位置，第二连接筒（2）与套筒（3）之间为左旋螺纹连接，套筒（3）与第三连接筒（4）之间为右旋螺纹连接，第一紧定螺丝（5）起紧定作用，镜头（11）通过压圈（12）固定于第三连接筒（4）的前端。
2.根据权利要求1所述的一种光纤端面定位器的六维机械调节机构，其特征在于：光纤端面定位器（10）与第一连接筒（1）之间采用多种固定方式，具体为螺丝固定、胶合固定或螺纹固定。
3.根据权利要求1所述的一种光纤端面定位器的六维机械调节机构，其特征在于：第一连接筒（1）外表面有至少四排圆周均布的多个定位孔，定位孔的形态多样化，具体为圆形、方形。
4.根据权利要求1所述的一种光纤端面定位器的六维机械调节机构，其特征在于：第二连接筒（2）一端有至少四排圆周均布的多个螺纹孔，另一端外表面为左旋螺纹。
5.根据权利要求1所述的一种光纤端面定位器的六维机械调节机构，其特征在于：套筒（3）一端的内表面为左旋螺纹，另一端的内表面为右旋螺纹，筒壁分布至少两排圆周均布的多个螺纹孔。
6.根据权利要求1所述的一种光纤端面定位器的六维机械调节机构，其特征在于：第三连接筒（4）一端外表面为右旋螺纹，另一端内表面为螺纹结构，通过压圈（12）固定镜头（11）。
7.根据权利要求1所述的一种光纤端面定位器的六维机械调节机构，其特征在于：调节螺丝（8）分布于两组第二紧定螺丝（7）之间或之外，或者与第二紧定螺丝（7）间隔分布。
8.根据权利要求1所述的一种光纤端面定位器的六维机械调节机构，其特征在于：第二连接筒（2）与套筒（3）之间采用右旋螺纹连接，套筒（3）与第三连接筒（4）之间采用左旋螺纹连接，只要两组螺纹连接旋向相反即可。
9.根据权利要求1所述的一种光纤端面定位器的六维机械调节机构，其特征在于：旋转第二连接筒（2），光纤端面（9）沿轴向旋转，调节激光的偏振方向；旋转套筒（3），调节光纤端面轴向距离；旋转调节螺丝（8），调节光纤端面（9）的平移或倾斜。
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|---|---|---|---|---|
| CN104034434A (zh) * | 2014-06-19 | 2014-09-10 | 中国科学院光电技术研究所 | 一种基于自适应光纤耦合器阵列的波前相位传感器 |
| CN110221391A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-09-10 | 北京工业大学 | 一种万瓦级可调节的光纤连接器 |
| CN115113334A (zh) * | 2022-05-17 | 2022-09-27 | 长春理工大学 | 一种可快速实现单模光纤耦合系统装调校准结构及其校准方法 |
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2013
- 2013-06-21 CN CN2013203600910U patent/CN203311072U/zh not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
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|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20131127 |
|
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CU01 | Correction of utility model |
Correction item: Termination upon expiration of patent Correct: Revocation of Patent Expiration and Termination False: Expiration and Termination of 39 Volume 2801 Patent on July 11, 2023 Number: 28-01 Volume: 39 |
|
| CU01 | Correction of utility model |