CN212620612U - 一种用于光学晶体的角度检验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于光学晶体的角度检验装置，其中包括定位工装，所述定位工装用于固定待测光学晶体；靶盘，所述靶盘与所述定位工装间隔设置，所述靶盘朝向待测光学晶体反射面的表面上设置有多个标记圈，多个所述标记圈同心设置；光源，所述光源设置在所述定位工装及靶盘之间并用于朝向待测光学晶体反射面发射光线。从而直接读取该待测光学晶体的端面倾斜角度的范围，是否在满足合格标准，本方案设备的结构简单，测量的角度值不需要通过计算而直接读取，提高检测效率，适用于批量化检测。

Description

一种用于光学晶体的角度检验装置

技术领域

本实用新型涉及光学设备领域，尤其涉及的是一种用于光学晶体的角度检验装置。

背景技术

光纤通信中需要运用到大量的光学晶体，例如：光纤适配器插芯、准直器玻璃毛细管、FA产品、光隔离器等。光学晶体在运用时会与光线呈一定角度设置，以光隔离器为例：在半导体激光器及光放大器等对来自连接器、熔接点、滤波器等的反射光非常敏感，并导致性能恶化；因此需要用光隔离器阻止反射光。光隔离器是一种只允许光沿一个方向通过而在相反方向阻挡光通过的光无源器件。通过光纤回波反射的光能够被光隔离器很好的隔离。光隔离器通常被使用在光路中用来避免光路中的回波对光源，泵浦源以及其他发光器件造成的干扰和损害。

在自由空间型光隔离器中，光隔离器一般由隔离器，在隔离器上套设的磁环组成，装配时隔离器朝向发射光的端面与磁环倾斜一定角度，即射入的光线并不是垂直射到隔离器的端面，而是与之间形成一定的锐角角度，当角度低于使用下限时，反射光增多，对信号造成干扰；超出使用上限时，加剧横向错位而造成的信号损耗，因此需要保证光隔离器中的隔离器的端面的倾斜角度在规定范围内。为方便描述，本方案中隔离器的端面的倾斜角度也作为光隔离器的倾斜角度。

为检测该角度，目前采用的方案一般为测量角度面多点的高低XYZ坐标轴位置，通过软件自带的三角函数公式计算出角度，如尼康的影像测量仪，该方案设备价格较高，测量耗时较长(约30s/pcs)，不适用批量化生产方案。

因而现有技术还有待改进和提高。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种用于光学晶体的角度检验装置，通过把射到待测光学晶体端面的光线反射到靶盘面上，通过反射点所在位置位于靶盘上不同标记圈所形成的区域，通过反射点位于靶盘上不同标记圈之间的区域，不同标记圈之间所形成的区域代表的不同角度范围，从而直接读取该待测光学晶体的端面倾斜角度，本方案设备的结构简单，测量的角度值不需要通过计算而直接读取，测量精度可达到0.1°，测量耗时约7s/pcs，从而提高检测效率，适用于批量化检测。

本实用新型的技术方案如下：

一种用于光学晶体的角度检验装置，包括：定位工装，所述定位工装用于固定待测光学晶体；

靶盘，所述靶盘与所述定位工装间隔设置，所述靶盘朝向待测光学晶体反射面的表面上设置有多个标记圈，多个所述标记圈同心设置；

光源，所述光源设置在所述定位工装及靶盘之间并用于朝向待测光学晶体反射面发射光线。

上述方案中，通过光源产生光线，光线射到待测光学晶体的倾斜端面，光隔离器的端面把射过来的光线反射到靶盘面上，由于待测光学晶体的端面倾斜，反射光线与入射光线呈一定角度反射出去，反射光线射到靶盘上，从而在靶盘上能看到反射点，同时在靶盘上设置有不同的标记圈，根据靶盘距离定位工装的位置从而预设计算出各标记圈所代表的倾斜端面的角度，通过反射点位于靶盘上不同标记圈之间的区域，不同标记圈之间所形成的区域代表的不同角度范围，从而直接读取该待测光学晶体的端面倾斜角度的范围，是否在满足合格标准，本方案设备的结构简单，测量的角度值不需要通过计算而直接读取，测量精度可达到0.1°，测量耗时约 7s/pcs，从而提高检测效率，适用于批量化检测。

可选地，所述角度检验装置还包括有三轴调节滑台，所述三轴调节滑台固定连接所述定位工装。

上述方案中，通过三轴调节滑台，可以根据定位工装所固定的不同规格的光学晶体来调整光学晶体的端面到光源中心的位置，从而适用于不同规格的光学晶体的角度尺寸检测，提高角度检验装置的适用性。

可选地，所述角度检验装置还包括有底座，固定设置在所述底座上的滑台支撑柱，所述三轴调节滑台固定连接在所述滑台支撑柱上。

上述方案中，底座对滑台支撑柱固定支撑，固定支撑座支撑起三轴调节滑台，从而使位于三轴调节滑台上的定位工装离底座有一段距离，这样避免反射光线由于高度距离太小而照射到底座上，从而导致反射光线不能在靶盘上形成反射点。

可选地，所述底座上固定连接有光源支柱，所述光源固定连接在所述光源支柱上；

所述底座上固定连接有靶立柱，所述靶盘固定设置在所述靶立柱上；

所述光源中心与所述靶盘中心位于竖直方向的同一高度。

上述方案中，光源支柱撑起光源，靶立柱撑起靶盘，这样避免反射光线由于高度距离太小而照射到底座上，从而导致反射光线不能在靶盘上形成反射点。而光源中心与所述靶盘中心位于竖直方向的同一高度时，反射过来的光线位于靶盘中心圆周分布，便于确定各标记圈所代表的倾斜角度的标准值。后续操作均可以标记圈所代表的倾斜角度的标准值来读取出待测光学晶体的倾斜角度。

可选地，所述定位工装包括固定板，固定设置在固定板上的凸台，开设在所述凸台上的安装孔，所述待测光学晶体卡嵌在所述安装孔中。

上述方案中，通过固定板使定位工装固定到三轴调节滑台上，安装孔中用于卡嵌固定待测光学晶体，凸台的设置使待测光学晶体凸出三轴调节滑台一段距离，避免其他一些连接件对待测光学晶体的安装造成干扰。

可选地，所述安装孔包括第一安装孔，所述第一安装孔的内壁上固定设置有定位软套，所述定位软套内设置有定位筋。

上述方案中，第一安装孔内用于安装带有光插座结构的待测光学晶体，光插座的尾端尺寸固定，可直接插接进第一安装孔，定位筋用于卡嵌在光插座并对光插座进行定位，同时定位软套可以对待测光学晶体进行保护，避免待测光学晶体的外壁与第一安装孔的内壁刚性接触，造成损伤。

可选地，所述安装孔还包括第二安装孔，所述凸台上开设有避空槽，所述避空槽连通所述第二安装孔的孔口。

上述方案中，第二安装孔比第一安装孔的内径要小，这样第二安装孔可以安装微型的待测光学晶体，如光隔离器。避空槽的设置便于取放微型的待测光学晶体，如采用夹子夹取微型的待测光学晶体后，夹子前端可以位于避空槽中，这样便于把微型的待测光学晶体放置到第二安装孔中，同理，避空槽也便于取出第二安装孔中的微型的待测光学晶体。

可选地，所述第二安装孔设置有多个，多个所述第二安装孔的直径大小不相等。微型的待测光学晶体有不同的尺寸大小，多个所述第二安装孔的直径大小不相等可以卡嵌不同规格的待测光学晶体，提高工装的适用性。

可选地，所述固定板上开设有通孔，所述通孔用于穿设螺钉与所述三轴调节滑台固定连接。

上述方案中，所述三轴调节滑台上设置有螺纹孔，螺钉穿过所述通孔与所述三轴调节滑台固定连接。

可选地，所述光源为红光光源。红光光源在靶盘上的形成红色反射点，便于人眼识别。

基于相同的实用新型构思，本方案中还提出一种用于光学晶体的角度检测方法，基于如上所述的角度检验装置上使用，包括步骤：

校准角度检验装置；

使用镊子夹取待测光学晶体放入定位工装；

开启光源使光线通过待测光学晶体反射后的光斑清晰位于靶盘上；

光斑处于标准的标记圈之间的区域内时则判定待测光学晶体的反射面的倾斜角度合格。

与现有技术相比，本实用新型提出的一种用于光学晶体的角度检验装置。通过光源产生光线，光线射到待测光学晶体的倾斜端面，光隔离器的端面把射过来的光线反射到靶盘面上，由于待测光学晶体的端面倾斜，反射光线与入射光线呈一定角度反射出去，反射光线射到靶盘上，从而在靶盘上能看到反射点，同时在靶盘上设置有不同的标记圈，根据靶盘距离定位工装的位置从而预设计算出各标记圈所代表的倾斜端面的角度，通过反射点位于靶盘上不同标记圈之间的区域，不同标记圈之间所形成的区域代表的不同角度范围，从而直接读取该待测光学晶体的端面倾斜角度，本方案设备的结构简单，测量的角度值不需要通过计算而直接读取，从而提高检测效率，适用于批量化检测。

附图说明

图1为本实用新型一种用于光学晶体的角度检验装置实施例的结构示意图；

图2为本实用新型一种用于光学晶体的角度检验装置的工作原理示意图；

图3为本实用新型一种用于光学晶体的角度检验装置实施例另一视角的结构示意图；

图4为图3的A部放大图；

图5为图4的B部放大图。

图中各标号：100、待测光学晶体；200、底座；201、滑台支撑柱； 202、三轴调节滑台；210、定位工装；211、固定板；212、凸台；213、通孔；220、靶盘；221、标记圈；222、靶立柱；230、光源；231、光源支柱；300、安装孔；310、第一安装孔；311、定位软套；312、定位筋； 320、第二安装孔；321、避空槽。

具体实施方式

本实用新型提供了一种用于光学晶体的角度检验装置，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1、图2所示，本实施例提出一种用于光学晶体的角度检验装置，用于检测待测光学晶体100的倾斜端面与光学晶体中轴线的倾斜角度，待测光学晶体100的倾斜面可以是光纤适配器插芯的耦合端面，准直器玻璃毛细管的反光面，光隔离器的反光面，为方便描述，本实施例中以光隔离器作为待测光学晶体100进行结构描述。其中本角度检验装置包括定位工装210，靶盘220，以及光源230。所述定位工装210用于固定待测光学晶体 100(光隔离器)，所述靶盘220与所述定位工装210间隔设置，所述靶盘 220朝向待测光隔离器反射面的表面上设置有多个标记圈221，每个标记圈 221可以代表一个角度值，多个所述标记圈221同心设置,每个标记圈221代表不同的角度值，相邻两个标记圈221所围成的区域即代表角度值的取值范围；所述光源230设置在所述定位工装210及靶盘220之间并用于朝向待测光隔离器的反射面发射光线。通过上述结构，光源230产生光线，光线射到待测光学晶体100的倾斜端面，光隔离器的端面把射过来的光线反射到靶盘220面上，靶盘220面采用菲林靶纸，这样便于感应到反射光线的光斑。由于待测光学晶体100的端面(反射面)倾斜，反射光线与入射光线呈一定角度反射出去，反射光线射到靶盘220上，从而在靶盘220上能看到反射点，同时在靶盘220上设置有不同的标记圈221，根据靶盘220距离定位工装210的位置从而预设计算出各标记圈221所代表的倾斜端面的角度，通过反射点位于靶盘220上不同标记圈221之间的区域，不同标记圈221之间所形成的区域代表的不同角度范围，从而直接读取该待测光学晶体100 的端面倾斜角度，本方案设备的结构简单，测量的角度值不需要通过计算而直接读取，替代现有技术中的造价高、结构复杂的影像测量仪对待测光学晶体100测量高低XYZ坐标轴数值后计算出具体角度值的方案。本实施例中的方案：测量精度可达到0.1°，测量耗时约7s/pcs，从而提高检测效率，适用于批量化检测。

具体结构中，所述角度检验装置还包括有底座200，在所述底座200上通过螺钉固定连接有滑台支撑柱201，所述滑台支撑柱201沿竖直方向固定设置，所述滑台支撑柱201上通过螺钉固定连接有三轴调节滑台202，所述三轴调节滑台202上固定连接所述定位工装210。三轴调节滑台202是现有滑台，通过拧动调节旋钮可以使定位工装210沿X轴、Y轴、Z轴方向移动，其具体结构不作详细说明。通过三轴调节滑台202，可以根据定位工装210 所固定的不同规格的待测光学晶体100来调整光学晶体的端面到光源230中心的位置，从而适用于不同规格的待测光学晶体100的角度尺寸检测，提高角度检验装置的适用性。

上述方案中，底座200对滑台支撑柱固定支撑，固定支撑座支撑起三轴调节滑台202，从而使位于三轴调节滑台202上的定位工装210离底座200 有一段距离，这样避免反射光线由于高度距离太小而照射到底座200上，从而导致反射光线不能在靶盘220上形成反射点。所述角度检验装置还包括有三轴调节滑台202，所述三轴调节滑台202固定连接所述定位工装 210。

所述底座200上固定连接有光源支柱231，光源支柱231沿竖直方向设置，所述光源230通过螺钉固定连接在所述光源支柱231上；所述底座200 上固定连接有靶立柱222，靶立柱222为由铝型材组成的支撑架，所述靶盘 220固定设置在所述靶立柱222上，通过靶立柱222对靶盘220进行支撑；所述光源230的中心与所述靶盘220的中心位于竖直方向的同一高度。上述方案中，光源支柱231撑起光源230，靶立柱222撑起靶盘220，这样避免反射光线由于高度距离太小而照射到底座200上，从而导致反射光线不能在靶盘220上形成反射点。而光源230中心与所述靶盘220中心位于竖直方向的同一高度时，反射过来的光线位于靶盘220中心圆周分布，便于确定各标记圈221所代表的角度的标准值。后续操作均可以标记圈221所代表的倾斜角度的标准值来读取出待测光学晶体100的倾斜角度。

如图3、图4所示，所述定位工装210包括固定板211，固定设置在固定板211上的凸台212，开设在所述凸台212上的安装孔300，所述待测光学晶体100卡嵌在所述安装孔300中。安装孔300的孔径与待测光学晶体100的外径相一致，两者之间的配合间隙0.02～0.03mm。通过固定板211使定位工装 210固定到三轴调节滑台202上，安装孔300中用于卡嵌固定待测光学晶体 100，凸台212的设置使待测光学晶体100凸出三轴调节滑台202一段距离，避免其他一些连接件对待测光学晶体100的安装造成干扰。

如图4、图5所示，本实施例中的安装孔300有两种形式，两种形式的安装孔300同时设置在凸台212上，这样通过一个定位工装210能处理多种光学晶体的检测。其中，如图5所示，所述安装孔300包括第一安装孔 310，所述第一安装孔310的内壁上固定设置有定位软套311，所述定位软套311内设置有定位筋312。这样，第一安装孔310内用于安装带有光插座结构的待测光学晶体，光插座的尾端尺寸固定，可直接插接进第一安装孔，定位筋312用于卡嵌在光插座并对光插座进行定位，同时定位软套311 可以对待测光学晶体进行保护，避免待测光学晶体的外壁与第一安装孔的内壁刚性接触，造成损伤。

如图4、图5所示，所述安装孔300还包括第二安装孔320，所述凸台 212上开设有避空槽321，所述避空槽321连通所述第二安装孔320的孔口。

上述方案中，第二安装孔320比第一安装孔310的内径要小，这样第二安装孔320可以安装微型的待测光学晶体100，如光隔离器。避空槽321的设置便于取放微型的待测光学晶体100，如采用夹子夹取微型的待测光学晶体100后，夹子前端可以位于避空槽321中，这样便于把微型的待测光学晶体100放置到第二安装孔320中，同理，避空槽321也便于取出第二安装孔320中的微型的待测光学晶体100。

所述第二安装孔320设置有多个，多个所述第二安装孔320的直径大小不相等。微型的待测光学晶体100有不同的尺寸大小，多个所述第二安装孔320的直径大小不相等可以卡嵌不同规格的待测光学晶体100，提高工装的适用性。第一安装孔310位于凸台212的正中心位置，多个第二安装孔 320分布于第一安装孔310的两侧，这样充分利用凸台212的表面区域，达到使一个定位工装210能处理多种光学晶体的检测的目的。

所述固定板211上开设有通孔213，所述通孔213用于穿设螺钉(图示中未画出)与所述三轴调节滑台202固定连接。所述三轴调节滑台202上设置有螺纹孔，螺钉穿过所述通孔213与所述三轴调节滑台202固定连接。

本实施例中的所述光源230为红光光源230。红光光源230在靶盘220上的形成红色反射点，便于人眼识别。

本方案中还包括一种用于光学晶体的角度检测方法，基于上述的角度检验装置上使用，具体包括：

步骤S100、校准角度检验装置。

具体过程中，用带有标准角度的标准光隔离器安装在定位工装上，观察到靶盘上的反射光线的点所处的位置，调整标准光隔离器，使标准角度位于靶盘上对应角度所在的标记圈上。

步骤S200、使用镊子夹取待测光学晶体放入定位工装；

以光隔离器作为待测光学晶体为例，光隔离器放置到定位工装后保证光隔离器的磁环在定位工装内沿水平放置。

步骤S300、开启光源使光线通过待测光学晶体反射后的光斑清晰位于靶盘上，

开启光源，红色光线射到待测光学晶体的倾斜端面上，然后微调三轴调节滑台，使红色光斑可以清晰的显示在靶盘上，即菲林靶纸上。

步骤S400、光斑处于标准的标记圈之间的区域内时则判定待测光学晶体的反射面的倾斜角度合格。

例如，以待测光学晶体的反射面的倾斜角度6°±1°为例，当光斑位于代表7°的标记圈和代表5°的标记圈之间时，则判定待测光学晶体的反射面的倾斜角度合格；反之超出标准要求范围，则判定待测光学晶体的角度不合格。

综上所述，本实用新型提出的一种用于光学晶体的角度检验装置。通过光源产生光线，光线射到待测光学晶体的倾斜端面，光隔离器的端面把射过来的光线反射到靶盘面上，由于待测光学晶体的端面倾斜，反射光线与入射光线呈一定角度反射出去，反射光线射到靶盘上，从而在靶盘上能看到反射点，同时在靶盘上设置有不同的标记圈，根据靶盘距离定位工装的位置从而预设计算出各标记圈所代表的倾斜端面的角度，通过反射点位于靶盘上不同标记圈之间的区域，不同标记圈之间所形成的区域代表的不同角度范围，从而直接读取该待测光学晶体的端面倾斜角度，本方案设备的结构简单，测量的角度值不需要通过计算而直接读取，如下表(测量值对比表)所示，测量精度可达到0.1°，测量耗时约7s/pcs，从而提高检测效率，适用于批量化检测。

样本序号	新方案测量值	现有方案测量值	Δ
				1	4.3	4.3	0.0
2	5.0	5.0	0.0
				3	4.6	4.4	0.2
4	5.5	5.4	0.1
				5	4.7	4.7	0.0
6	2.7	2.7	0.0
				7	4.7	4.7	0.0
8	6.6	6.7	0.1
				9	6.3	6.3	0.0
10	4.1	4.2	0.1
				11	4.9	4.9	0.0
12	5.0	4.7	0.3
				13	3.7	3.7	0.0
14	5.5	5.5	0.0
				15	5.0	4.9	0.1
16	4.6	4.6	0.0
				17	5.0	5.2	0.2
18	3.6	3.5	0.1
				19	4.4	4.4	0.0
20	3.6	3.5	0.1

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于光学晶体的角度检验装置，其特征在于，包括：

定位工装，所述定位工装用于固定待测光学晶体；

靶盘，所述靶盘与所述定位工装间隔设置，所述靶盘朝向待测光学晶体反射面的表面上设置有多个标记圈，多个所述标记圈同心设置；

光源，所述光源设置在所述定位工装及靶盘之间并用于朝向待测光学晶体反射面发射光线。

2.根据权利要求1所述的用于光学晶体的角度检验装置，其特征在于，所述角度检验装置还包括有三轴调节滑台，所述三轴调节滑台固定连接所述定位工装。

3.根据权利要求2所述的用于光学晶体的角度检验装置，其特征在于，所述角度检验装置还包括有底座，固定设置在所述底座上的滑台支撑柱，所述三轴调节滑台固定连接在所述滑台支撑柱上。

4.根据权利要求3所述的用于光学晶体的角度检验装置，其特征在于，所述底座上固定连接有光源支柱，所述光源固定连接在所述光源支柱上；

所述底座上固定连接有靶立柱，所述靶盘固定设置在所述靶立柱上；

所述光源的中心与所述靶盘的中心位于竖直方向的同一高度。

5.根据权利要求2所述的用于光学晶体的角度检验装置，其特征在于，所述定位工装包括固定板，固定设置在固定板上的凸台，开设在所述凸台上的安装孔，所述待测光学晶体卡嵌在所述安装孔中。

6.根据权利要求5所述的用于光学晶体的角度检验装置，其特征在于，所述安装孔包括第一安装孔，所述第一安装孔的内壁上固定设置有定位软套，所述定位软套内设置有定位筋。

7.根据权利要求6所述的用于光学晶体的角度检验装置，其特征在于，所述安装孔还包括第二安装孔，所述凸台上开设有避空槽，所述避空槽连通所述第二安装孔的孔口。

8.根据权利要求7所述的用于光学晶体的角度检验装置，其特征在于，所述第二安装孔设置有多个，多个所述第二安装孔的直径大小不相等。

9.根据权利要求5所述的用于光学晶体的角度检验装置，其特征在于，所述固定板上开设有通孔，所述通孔用于穿设螺钉与所述三轴调节滑台固定连接。

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