CN2656941Y - 六维光纤准直器阵列对准调节装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种六维光纤准直器阵列对准调节装置。包括在滑动基座从下至上依次装有沿上下，左右和前后三个方向上的平移滑块。还包括通过中心的带有光纤准直器紧固夹的小套筒装在大套筒内组成的转动调节模块，转动调节模块的骨架上装有第一摆动调节模块，第一连接板上、下分别装有第一摆动调节模块和第二摆动调节模块，第二连接板的两端分别与第二摆动调节模块和Z方向平移的滑块连接。通过调节装置上六个独立的调节旋钮，实现了六个分解的调节自由度。本实用新型可广泛应用于光通讯器件封装领域的光纤准直器之间、光纤准直器阵列之间的光学对准调节。
Description
所属技术领域
本实用新型涉及用于调节光学元件的装置，尤其涉及一种六维光纤准直器阵列对准调节装置。
背景技术
光纤准直器是一种光无源器件，由尾纤与自聚焦透镜精确定位而成。它可以将光纤内的传输光转变成准直光(平行光)，或将外界平行(近似平行)光耦合至光纤内。在各种光通讯器件中，利用光纤准直器进行的光路耦合是极为常见的一种耦合方式，其耦合效率和调节速度对器件的插入损耗和封装效率都有着直接的影响。国内目前多使用五维光学调节架进行光学对准。
利用五维光学调节架(如图5所示)进行光学调节时，光纤准直器沿o’轴向放置。调节架一共有5个调节旋钮，其中25、26、27用于实现沿a、b、c三个方向上的平移调节。28、29用于实现绕d、e轴向摆动的调节。注意到28、29调节实现的转动轴d、e的交点通过的水平轴线o与准直器中心轴o’有一段距离oo’(如图5所示)，当调节28或者29旋钮时，将引导光纤准直器出射端点的大幅摆动。由光纤准直器的光学调节特性可知其插入损耗对位移和角度的偏差敏感度并不一致，角度偏差对插入损耗的影响远远大于位移偏差对插入损耗的影响。因此，五维光学调节架应用于光纤准直器的对准调节难度很大。
发明内容
本实用新型的目的在于提供可以满足光纤准直器阵列对准调节要求，具有6个调节自由度的一种六维光纤准直器阵列对准调节装置。
为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
本实用新型包括在滑动基座从下至上依次装有上下，左右和前后三个方向上的平移滑块。还包括通过中心的带有光纤准直器紧固夹的小套筒装在大套筒内组成的转动调节模块，转动调节模块的骨架上装有第一摆动调节模块，第一连接板上、下分别装有第一摆动调节模块和第二摆动调节模块，第二连接板的两端分别与第二摆动调节模块和Z方向平移的滑块连接。
所说的两个摆动调节模块，分别包括两块用两组弹簧在两边拉紧的平行的两块活动平板，在两块活动平板的一个角上，夹在两组弹簧间的钢珠，在两块活动平板的另两个对角上分别装有头部带有顶针的两个细螺纹的调节旋钮。
本实用新型与现有技术相比，具有的有益的效果是：
1.在现有技术基础上引入了两个分解的摆动调节模块和一个转动调节模块，同时消除了准直器出射光轴与摆动调节转轴交点之间的距离偏心，使本实用新型具有一个沿准直器光轴方向转动，两个正交方向上绕其出射端点的摆动和三个相互正交的方向上的平移共六个分解的调节自由度，方便了准直器的之间的对准调节；
2.引入了一个转动调节模块，可以实现准直器阵列绕其被紧固准直器出射光轴的转动，使得本实用新型可应用于光纤准直器阵列的对准调节。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型的结构装配过程示意图；
图3是摆动调节模块结构示意图；
图4是光纤准直器阵列对准工艺示意图；
图5是五维光学调节架结构示意图。
图中1.滑动基座，2.调节旋钮，3.平移滑块，4.调节旋钮，5.平移滑块，6.平移滑块，7.调节旋钮，8.调节旋钮，9.大套筒，10.第一摆动调节模块，11.第一连接板，12、12’.调节旋钮，13.第二摆动调节模块，14、14’.调节旋钮，15.光纤准直器紧固夹，16.第二连接板，17.小套筒，18、18’.活动平板，19、19’.活动平板，20.弹簧，21.弹簧，22.圆形钢珠，23.弹簧，24.弹簧，25.调节旋钮，26.调节旋钮，27.调节旋钮，28.调节旋钮，29.调节旋钮。
具体实施方式
微镜阵列型的高端口的光开关中，光纤准直器阵列的光束对准成为器件制作中一个关键性的工艺环节，对准后要求从输入准直器阵列任意端口出射的光信号经微镜反射后能耦合进入出射准直器阵列。阵列的光学对准主要有以下几个工艺过程(如图4所示)：
1.制作准直器阵列，如图4中的I或II，使得出射光束等间距且平行；
2.固定I，将II中的A’夹在调节装置的紧固夹中，进行准直器阵列I，II两个准直器阵列中A与A’端口的对准；
3.不改变准直器阵列I的位置，以A’的光束为轴旋转调节II号准直器阵列，使得所有端口的插损值达到最小。
从上述工艺工程可知，用于准直器阵列光学对准调节装置至少需要6个调节自由度：除了上述的五维调节架具有的5个调节自由度外，还需加上绕准直器光束转动的一个调节自由度。同时必须对五维调节架中28、29所示的两个调节自由度进行改进，消除如图5所示的距离oo’。方能实现准直器阵列高效率低插损的对准调节。
如图1、图2、图3所示，本实用新型包括在滑动基座1从下至上依次装有上下，左右和前后三个方向上的平移滑块3、5、6。还包括通过中心带有光纤准直器紧固夹15的小套筒17装在大套筒9内组成的转动调节模块，转动调节模块的骨架A上装有第一摆动调节模块10，第一连接板11上、下分别装有第一摆动调节模块10和第二摆动调节模块13，第二连接板16的两端分别与第二摆动调节模块13和Z方向平移的滑块6连接。
所说的两个摆动调节模块10、13，分别包括两块用两组弹簧20、21、和23、24在两边拉紧的平行的两块活动平板18、19，18’、19’，在两块活动平板18、19，18’、19’ 的一个角上，夹在两组弹簧20、21和23、24间的圆形钢珠22，在两块活动平板18、19，18’、19’ 的另两个对角上分别装有头部带有顶针的两个细螺纹的调节旋钮12，12’和14，14’。
所说的平移调节座包括三个平移滑块3、5、6：进行上下方向调节的平移滑块6通过导轨与前后方向调节的平移滑块5相连，前后方向调节的平移滑块5则通过导轨与左右方向调节的平移滑块3连接。通过调节7、4、2这三个旋钮即可分别实现垂直、横向和纵向的平移调节自由度。
所说的转动调节模块包括两个同轴安装，可以实现相对旋转的大套筒9、小套筒17，其中小套筒17与光纤准直器紧固夹15固定连接，同时使得夹具的夹紧位置通过套筒中心，转动调节旋钮8实现旋转自由度的微调。
六维光纤准直器阵列对准调节装置，如图1、图2、图3所示，进行调节操作时，如图4所示的准直器阵列中的准直器A’被与小套筒固定在一起的夹具15夹紧，使得A’的出射端点处于R3和R4两轴的交点处。小套筒17与大套筒9同心安装，通过调节旋钮6，使得小套筒17绕轴心旋转，由于光纤准直器紧固夹15的夹紧位置通过套筒的转动中心，这样即实现了准直器绕轴转动调节的自由度。
上述套筒及夹具组成的旋转调节模块被固定在摆动调节模块10的活动块18’上，转动调节旋钮12’，改变与调节旋钮12’一体的顶针长度，使得活动块绕由钢珠和顶针组成的R3轴转动，即实现了准直器绕其出射端点在水平平面上的摆动自由度。
旋转调节模块及摆动调节模块通过连接板与摆动调节模块13的活动板19固定，转动调节旋钮14，改变与调节旋钮14一体的顶针长度，使得活动块绕由圆形钢珠22和顶针组成的R4轴转动，即实现了准直器绕其出射端点在竖直平面上的摆动自由度。
上述的三个调节模块通过连接板16与平移调节架的上下平移滑块6固定，通过调节旋钮7、4、2分别使平移滑块6、5和3沿所在平面滑动，即可分别实现了准直器在上下，左右和前后三个方向上的平移自由度。
整个调节装置通过一个梯形导轨被安放在滑动基座1上，通过在导轨上的滑动可以改变调节装置的初始位置。
综上所述，分别调节8、12、14、7、4和2六个旋钮，可实现一个沿准直器光轴方向转动，两个正交方向上绕其出射端点的摆动和三个相互正交的方向上的平移共六个分解的调节自由度。
通过分别调整上述的六个自由度，可以非常方便的实现准直器之间、准直器阵列之间的光学对准调节。
Claims (2)
1、一种六维光纤准直器阵列对准调节装置，包括在滑动基座(1)从下至上依次装有左右，前后和上下三个方向上的平移滑块(3、5、6)；其特征在于：还包括通过中心的带有光纤准直器紧固夹(15)的小套筒(17)装在大套筒(9)内组成的转动调节模块，转动调节模块的骨架(A)上装有第一摆动调节模块(10)，第一连接板(11)上、下分别装有第一摆动调节模块(10)和第二摆动调节模块(13)，第二连接板(16)的两端分别与第二摆动调节模块(13)和上下方向平移的滑块(6)连接。
2、根据权利要求1所述的一种六维光纤准直器阵列对准调节装置，其特征在于：所说的两个摆动调节模块(10、13)，分别包括两块用两组弹簧(20、21)、和(23、24)在两边拉紧的平行的两块活动平板(18、19)，(18’、19’)，在两块活动平板(18、19)，(18’、19’)的一个角上，夹在两组弹簧(20、21)和(23、24)间的钢珠(22)，在两块活动平板(18、19)，(18’、19’)的另两个对角上分别装有头部带有顶针的两个细螺纹的调节旋钮(12，12’)和(14，14’)。
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