CN219143172U

CN219143172U - 一种二维光学调整架

Info

Publication number: CN219143172U
Application number: CN202223395178.XU
Authority: CN
Inventors: 薛竣文; 张霁旸; 陈奇; 李丽娟; 任姣姣; 顾健; 张丹丹; 牟达
Original assignee: Zhongshan Research Institute Of Changchun University Of Technology
Current assignee: Zhongshan Research Institute Of Changchun University Of Technology
Priority date: 2022-12-19
Filing date: 2022-12-19
Publication date: 2023-06-06
Anticipated expiration: 2032-12-19

Abstract

本实用新型公开了一种二维光学调整架，包括基板、底座、第一旋转块以及第二旋转块；底座固定在基板上；第一旋转块通过第一圆柱轴安装在底座顶部并可相对底座在水平方向转动；第二旋转块通过第二圆柱轴安装在第一旋转块前端并可相对第一旋转块绕水平轴线旋转；第二旋转块前端设有楔面。本实用新型通过两个旋转块的转动配合，结合第二旋转块上的楔角，可以将固定在楔面上的光学元件的法线调节到某个空间立体角的任意位置，实现有效的二维调整，并且调节范围大、固定方便，适用于非实验环境。

Description

一种二维光学调整架

技术领域

本实用新型涉及一种二维光学调整架，通过两个旋转块的转动配合，结合第二旋转块上的楔角，可实现非实验环境下，固定在楔面上的光学元件有效的大范围二维调整。

背景技术

在光学系统中，光学元件需要按照一定空间位置进行放置，从而实现一定的功能。通常在光学系统中对光学元件的空间位置要求较高，在装配过程中光学元件的安装总会存在一定的偏差，因此需要进一步对光学元件进行调整。一般光学元件安装在光学调整架上，使用光学调整架进行水平和俯仰的二维调整，以实现光学系统的功能。

目前，光学调整架大多是由连接光学元件的活动板、固定板、起支撑作用的钢珠、用于活动板相对于固定板调整的螺杆、起拉伸作用的弹簧等构成，这种结构的光学调整架的抗震能力差，调节范围小，主要应用于实验环境。

为避免在振动环境中光学调整架螺杆、弹簧等受力松动位移，影响光学系统长期使用的稳定性。同时现阶段的光学调整架一般体积较大，不能满足应用于尺寸小、结构紧凑的光学系统上的要求，给一些非实验环境带来了诸多不便。

因此，提高光学元件在非实验室环境中工作的稳定性非常重要。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供一种二维光学调整架，通过两个旋转块的转动配合，结合第二旋转块上的楔角，可以将固定在楔面上的光学元件的法线调节到某个空间立体角的任意位置，实现有效的二维调整，并且调节范围大、固定方便，适用于非实验环境。

本实用新型的技术解决方案如下：

一种二维光学调整架，包括基板、底座、第一旋转块以及第二旋转块；底座固定在基板上；第一旋转块通过第一圆柱轴安装在底座顶部并可相对底座在水平方向转动；第二旋转块通过第二圆柱轴安装在第一旋转块前端并可相对第一旋转块绕水平轴线旋转；第二旋转块前端设有楔面。

进一步地，所述基板上设有螺纹孔，所述底座上设有与基板上的螺纹位置对应的长圆孔，用于连接底座与基板。

进一步地，所述底座顶面设有竖向的底座圆孔，用于安装第一旋转块的第一圆柱轴。

更进一步地，所述底座侧面设有底座点胶孔，用于向底座圆孔与第一圆柱轴之间点胶。

进一步地，所述第一旋转块上设有旋转块圆孔，用于安装第二旋转块的第二圆柱轴。

更进一步地，所述第一旋转块上还设有旋转块点胶孔，用于向旋转块圆孔与第二圆柱轴之间点胶。

更进一步地，所述第一旋转块上还设有第一装配孔，用于配合工具实现第一旋转块转动。

进一步地，所述第二旋转块的楔面具有一定楔角。

更进一步地，所述第二旋转块上设有第二装配孔，用于配合工具实现第二旋转块转动。

本实用新型的技术效果如下：

1、本实用新型通过双旋转块和楔角的结构设计，可实现光线的水平和俯仰的二维调整。

2、本实用新型可实现宽范围至2π空间的二维调整。

3、本实用新型由于是转动调节，而不是一般侧面的旋钮调节，可实现在比较紧凑的光路中，更为方便的调节。

4、本实用新型由于是双旋转调节，旋转圆柱轴(或细牙螺纹柱)和圆孔(或细牙螺纹孔)采用过渡配合(或细牙螺纹配合)，同时圆柱轴(或细牙螺纹柱)可以涂胶水，再结合顶丝或点胶固定，从而提高了抗震能力。

附图说明

图1是本实用新型一种二维光学调整架整体装配图。

图2是所述基板示意图。

图3是所述底座示意图。

图4是所述第一旋转块示意图。

图5是所述第二旋转块示意图。

图中：

1-基板；2-底座；3-第一旋转块；4-第二旋转块；

1-1-螺纹孔；

2-1-长圆孔；2-2-底座圆孔；2-3-底座点胶孔；

3-1-第一圆柱轴；3-2-旋转块点胶孔；3-3-旋转块圆孔；3-4-第一装配孔；4-1-第二圆柱轴；4-2-楔面；4-3-第二装配孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型作进一步说明。

如图1至图5所示，一种二维光学调整架，包括基板1、底座2、第一旋转块3以及第二旋转块4；底座2固定在基板1上；第一旋转块3通过第一圆柱轴3-1安装在底座2顶部并可相对底座2在水平方向转动；第二旋转块4通过第二圆柱轴4-1安装在第一旋转块3前端并可相对第一旋转块3绕水平轴线旋转；第二旋转块4前端设有楔面4-2。

进一步地，所述基板1上设有螺纹孔1-1，所述底座2上设有与基板1上的螺纹1-1位置对应的长圆孔2-1，用于连接底座与基板。

进一步地，所述底座2顶面设有竖向的底座圆孔2-2，用于安装第一旋转块3的第一圆柱轴3-1。

更进一步地，所述底座2侧面设有底座点胶孔2-3，用于向底座圆孔2-2与第一圆柱轴3-1之间点胶。

进一步地，所述第一旋转块3上设有旋转块圆孔3-3，用于安装第二旋转块4的第二圆柱轴4-1。

更进一步地，所述第一旋转块3上还设有旋转块点胶孔3-2，用于向旋转块圆孔3-3与第二圆柱轴4-1之间点胶。

更进一步地，所述第一旋转块3上还设有第一装配孔3-4，用于配合工具实现第一旋转块3转动。

进一步地，所述第二旋转块4的楔面4-2具有一定楔角。

更进一步地，所述第二旋转块4上设有第二装配孔4-3，用于配合工具实现第二旋转块转动。

以下给出本实用新型一种二维光学调整架的设计步骤：

第一步：基板设计，其功能是用于固定底座。

基板可以结合具体光学系统实现，其上留有一定数量的螺纹孔。

第二步：底座设计，其功能是将自身固定在基板上，同时安装第一旋转块。

为实现自身固定在基板上，其上有安装孔位(长圆孔)，用于固定在基板的标准螺纹孔上。

为安装第一旋转块，并实现第一旋转块的转动，其上有适当深度和直径的底座圆孔(或细牙螺纹孔)。

为实现第一旋转块的固定，其上有用于顶丝或点胶的孔位(底座点胶孔)。

第三步：第一旋转块设计，其功能是实现光学元件法线在不同高度的水平方向的调整。

为实现光学元件法线水平方向的调整，其结构上设计有圆柱轴(或细牙螺纹柱)，该圆柱轴(或细牙螺纹柱)与底座的圆孔(或细牙螺纹孔)为过渡配合(或细牙螺纹配合)。

为实现第一旋转块的转动，其上设计有装配孔，方便使用六角扳手等工具利用杠杆原理进行旋转。旋转范围0-360度，结合第二旋转块转动角度，实现不同高度水平方向正负无穷范围的调整。

为实现光学元件法线的不同高度的水平方向的调整，其上有能够安装第二旋转块的圆孔(或细牙螺纹孔)。

为实现第二旋转块的固定，其上有用于顶丝或点胶的孔位(旋转块点胶孔)。

第四步：第二旋转块设计，其功能是通过光学元件法线绕圆周方向的一定角度旋转，实现光学元件法线俯仰调整。

为实现光学元件法线旋转调整，其结构上设计有圆柱轴(或细牙螺纹柱)，该圆柱轴(或细牙螺纹柱)与第一旋转块的圆孔(或细牙螺纹孔)为过渡配合(或细牙螺纹配合)。

为实现光学元件法线绕圆周一定角度旋转，其上设计有带一定楔角的楔面。楔角范围0-45度，结合第一旋转块转动角度，圆周半径可在0到正无穷范围变化。光学元件可以采用粘接或转接件的方式固定在楔面上。

为实现第二旋转块的转动调整，其上设计有通孔，方便使用六角扳手等工具利用杠杆原理进行旋转，旋转角度0-360度，使光学元件法线形成一定半径的圆周。结合第一旋转块转动角度和第二旋转块上的楔角大小，可以以不同的圆心，绘制一定半径的圆周，实现二维调整。

第五步：为实现非实验的抗震应用环境使用，第一旋转块的圆柱轴(或细牙螺纹柱)与底座的圆孔(或细牙螺纹孔)通过过渡配合(或细牙螺纹配合)实现。第二旋转块的圆柱轴(或细牙螺纹柱)与第一旋转块的圆孔(或细牙螺纹孔)同样通过过渡配合(或细牙螺纹孔配合)实现。同时，圆柱轴(或细牙螺纹柱)上先涂上允许操作时间比较长的胶水再配合调整，待调节好后再加热固化。另外，也可以利用底座和第一旋转块的顶丝或点胶的孔位，利用顶丝或胶水协助固定。

实施例

以下以平面镜将光路原路返回为例，对光学元件法线的水平和俯仰调整操作进行说明：

如图1所示，操作方法一：固定好基板1和底座2，首先旋转第一个旋转块3，实现水平方向(虚直线部分)的调整；固定第一个旋转块3后，再旋转第二个旋转块4，由于第二个旋转块4端面为楔面，存在楔角，在第二旋转块旋转过程中，通过圆周方向(虚线圆部分)实现俯仰方向的调整。操作方法二：固定好基板1和底座2，首先旋转第二个旋转块4，由于第二个旋转块4端面存在楔角，通过圆周方向(虚线圆部分)实现俯仰方向的调整；固定第二个旋转块4后，再旋转第一个旋转块3，实现水平方向(虚直线部分)的调整。无论先调节哪个旋转块，通过两个旋转块的转动配合，可实现二维的调整。

可以根据所选择的光学元件的尺寸和所要实现的水平和俯仰的调节范围，来旋转第一个旋转块3和加工第二个旋转块4上的楔面楔角大小。

本实用新型实施二维调节方法具体步骤如下：

第一步：底座2安装到基板1上。

将底座2通过其上的长圆孔2-1与底板1上的标准螺纹孔位1-1利用螺丝拧紧固定。

第二步：第一旋转块3安装到底座2上。

将第一旋转块3的第一圆柱轴3-1侧面涂上允许操作时间比较长的胶水353ND，插入底座2上的具有过渡配合的底座圆孔2-2内。

第三步：第二旋转块4安装到第一旋转块3上。

将第二旋转块4的第二圆柱轴4-1侧面涂上允许操作时间比较长的胶水353ND，插入第一旋转块3上的具有过渡配合的旋转块圆孔3-3内。

用紫外胶水将光学元件平面镜片粘接到第二旋转块4的楔面4-2上，由于仅说明光路的原路返回，因此楔面4-2设计为较小的2度角。

第四步：调整架水平和俯仰的调整。

利用六角扳手插入第一旋转块3的第一装配孔3-4内，利用杠杆原理，使第一旋转块3通过过渡配合的第一圆柱轴3-1旋转，实现调整架的水平调整效果。

同样地，利用六角扳手插入第二旋转块4的第二装配孔4-3内，利用杠杆原理，使第二旋转块4通过过渡配合的第二圆柱轴4-1旋转，实现调整架的俯仰调整效果。

第五步：固定第一旋转块3和第二旋转块4。

通过光学的方法，判断出光路原路返回后，在底座2和第一旋转块3的底座点胶孔2-3和旋转块点胶孔3-2，利用少量快干胶比如紫外胶进行快速固化定位。然后再利用加热的方法将圆柱轴3-1(4-1)和圆孔2-2(3-3)之间的胶固化，完成光路的调整。

Claims

1.一种二维光学调整架，其特征在于，包括基板、底座、第一旋转块以及第二旋转块；底座固定在基板上；第一旋转块通过第一圆柱轴安装在底座顶部并可相对底座在水平方向转动；第二旋转块通过第二圆柱轴安装在第一旋转块前端并可相对第一旋转块绕水平轴线旋转；第二旋转块前端设有楔面。

2.如权利要求1所述的一种二维光学调整架，其特征在于，所述基板上设有螺纹孔，所述底座上设有与基板上的螺纹位置对应的长圆孔，用于连接底座与基板。

3.如权利要求1所述的一种二维光学调整架，其特征在于，所述底座顶面设有竖向的底座圆孔，用于安装第一旋转块的第一圆柱轴。

4.如权利要求3所述的一种二维光学调整架，其特征在于，所述底座侧面设有底座点胶孔，用于向底座圆孔与第一圆柱轴之间点胶。

5.如权利要求1所述的一种二维光学调整架，其特征在于，所述第一旋转块上设有旋转块圆孔，用于安装第二旋转块的第二圆柱轴。

6.如权利要求5所述的一种二维光学调整架，其特征在于，所述第一旋转块上还设有旋转块点胶孔，用于向旋转块圆孔与第二圆柱轴之间点胶。

7.如权利要求1所述的一种二维光学调整架，其特征在于，所述第一旋转块上还设有第一装配孔，用于配合工具实现第一旋转块转动。

8.如权利要求1所述的一种二维光学调整架，其特征在于，所述第二旋转块的楔面具有一定楔角。

9.如权利要求1所述的一种二维光学调整架，其特征在于，所述第二旋转块上设有第二装配孔，用于配合工具实现第二旋转块转动。