CN2857043Y - 一种自由空间圆柱型光学部件的固持装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自由空间圆柱型光学部件的固持装置，包括一旋转管，用以容置圆柱型光学部件，该旋转管侧壁切磨成一个平面；一支撑块，侧壁切磨为一平面，支撑块侧平面与旋转管侧平面紧密配合，一平行平板状基片，该平行平板状基片可通过旋转管、支撑块将一个以上的光学部件的相对位置进行固定；支撑块的底面为平面，且与基片平面紧密配合。本实用新型对固持装置各个元件的加工精度要求不高，却足于确保光学部件在自由空间的自由度、精密定位及良好的温度性。

Description

一种自由空间圆柱型光学部件的固持装置

【所属技术领域】

本实用新型属于光纤通讯技术领域，主要应用于光通讯器件及模块的制作，尤其适用于光纤准直器阵列、光开关阵列、小型化CWDM(粗波分复用器)模块的一种在自由空间中固持诸如光学透镜、光纤准直器、激光管等圆柱型光学部件的装置。

【背景技术】

自从光纤通信正式进入电信网络以来，它已经成为现代化通信网的主要支柱之一。其中光纤到户(Fiber To The Home——FTTH)接入技术更是作为未来最终的、—劳永逸的宽带接入解决方案，在美国和日本得到广泛应用，在我国也已得到了越来越多的关注。光通讯器件及模块是光纤通信系统的基本组成部分，随着光纤通信系统在全球范围内的广泛商用化，尤其是FTTH接入技术对系统成本、体积的更高要求，其产品必然向组合化、模块化、小型化方向发展。

对于微光学型光通讯器件及模块来说，其产品研制过程中，经常需要面对的问题是，如何降低成本，以较低的元件加工精度来满足各个光学部件的高精度定位的要求，同时还需保证产品的温度稳定性，缩小产品体积。

以1×4通道的粗波分复用(CWDM)模块为例：普通1×4通道CWDM模块是通过4个三端口CWDM器件的级联而成，每一个器件的反射端信号作为下一个三端口器件的输入端信号。由于每个CWDM器件都需要单/双光纤准直器各一个，使得模块光纤准直器多，成本较高，而且由于受到光纤绕线的限制，模块体积较大。通常解决的办法是将各个必须的光学部件集中在一个平台上，在自由空间对各个光学部件进行调试、固定。如图1A所示是其中一种自由空间1×4通道CWDM模块。公共端光纤准直器111输出的信号光入射到玻璃块130中，并入射到粘接在玻璃块130通光面上的滤波片121上，而滤波片121只允许相应波长的信号光通过，输出耦合到光纤准直器112中，其余波长的信号光将发生反射，入射到下一滤波片122上。而光纤准直器111、112分别由金属壳体100上的定位孔101、102通过焊接或上胶的方式固持为一个整体。以此递推，不同波长的信号光将依次输出耦合到其他光纤准直器中，实现波分复用的功能。其基本工作原理如图1B所示。这种方案减少了不必要的光纤准直器，亦没有器件级联型模块的绕线问题，模块体积小。但由于光纤准直器的位置是不规则分布的，无法预先利用高精度的机械装置进行夹持固定，而由于需要进行光耦合，在固持过程中又必须有很高的精度及温度稳定性，使得此类自由空间模块的性能普遍较差。

【发明内容】

本实用新型的目的在于提供了一种自由空间圆柱型光学部件的固持装置，该装置以较低的元件加工精度来满足各个光学部件的高精度定位的要求，同时具有良好的温度稳定性。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：一种自由空间圆柱型光学部件的固持装置，包括：一旋转管，用以容置圆柱型光学部件，该旋转管侧壁切磨成一个平面；一支撑块，其侧壁切磨为一平面的，支撑块侧平面与旋转管侧平面紧密配合，支撑块底面为平面，且与基片平面紧密配合；一平行平板状基片，该平行平板状基片可通过旋转管、支撑块将一个以上的光学部件的相对位置进行固定。

旋转管、支撑块和基片均采用玻璃材料或其他低热膨胀率材料。

旋转管的内径与圆柱型光学部件的外径间隙为0.02～0.05mm，旋转管可以以圆柱型光学部件为支撑轴自由旋转。

旋转管外围可以是方形或其他形状，也可以仅是其中的一部分，其圆弧面用于与圆柱型光学部件紧密配合，其平面用于与支撑块的侧平面紧密配合。

支撑块可以是长方体状、正方体状或其他形状，其一面侧平面与其底面成45°～90°。

旋转管与支撑块之间是通过旋转管的侧平面和支撑块的侧平面进行面接触。

采用本实用新型结构对固持装置各个元件的加工精度要求不高，却足于确保光学部件在自由空间的自由度、精密定位及良好的温度稳定性。

【附图说明】

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

图1A是已有的一种自由空间1×4通道CWDM模块立体图。

图1B是已有的一种自由空间1×4通道CWDM模块光路示意图。

图2A是本实用新型的立体分解图。

图2B是本实用新型的正视图。

图3是本实用新型的立体组合图。

图4A、图4B和图4C分别是本实用新型支撑块的实施例正视图。

图5A和图5B分别是本实用新型旋转管的实例正视图

图6A是本实用新型第一个实施例立体图一。

图6B是本实用新型第一个实施例立体图二。

【具体实施方式】

如图2A、图2B所示，利用机械调试装置将圆柱型光学部件26调试完成后，在光学部件26外围涂覆一圈双固化(紫外固化/热固化)粘结剂281，然后将旋转管22套置在光学部件26上，此时粘结剂未固化，因此旋转管22可以光学部件26为支撑轴自由旋转。旋转动旋转管22让其侧平面220大致朝向将放置支撑块24的方向，并在其侧平面220上涂上一层双固化粘结剂282。将支撑块24底部涂覆一层双固化粘结剂283，贴近旋转管22放置在基片20上。沿方向1推动支撑块24，使其侧平面240抵触旋转管22侧平面220，继续施加一定的力，便可使旋转管22自适应的朝向2旋转，使得其侧平面220与支撑块24侧平面240紧密吻合。在推动支撑块24过程中，应保持支撑块24底面始终与基片20上表面贴紧。

如图3所示，当支撑块24侧平面240与旋转管22侧平面220紧贴在一起，支撑块24底面和基片20上表面亦紧贴在一起时，用紫外光源固化各粘结面上双固化粘结剂281、282、283，从而实现光学部件26在基片20上的固持、定位。

图4A、4B、4C是本实用新型装置中支撑块几个实施例的正视图。再参考图2B所示的正视图为长方形的支撑块24，可得出几个实施例的支撑块其共同特征是：用于与旋转管侧平面贴合的侧平面240与底面的夹角α在45°～90°范围内。其目的是允许光学部件在竖直面上自由摆动、平移，确保光学部件在自由空间的自由度。

图5A、5B是本实用新型装置中旋转管部分实施例的正视图。本实用新型装置中的旋转管并不一定为完整的套管状，其外围可以是方形或其他形状，如图5A所示，或者为其中的一部分，如图5B所示。其共同特征是：有一个弧面，用于与圆柱型光学部件紧密配合，有一个平面，用于与支撑块的侧平面紧密配合。

图6A和图6B是本实用新型装置在自由空间1×4通道CWDM模块中应用的立体图。公共端光纤准直器111调节完成后，在其玻璃管外壁上涂覆一圈粘结剂，然后将旋转管151套置光纤准直器111上，再在旋转管151侧平面涂覆一层粘结剂，推动支撑块161使其侧平面与旋转管151的侧平面与紧密粘贴，同时支撑块底面亦涂覆一层粘结剂，并与基片140亦紧密粘贴。在基片140中部，预先粘结好滤波片垫片141，然后依次将滤波片121、122、123、124的某一侧边粘贴在滤波片垫片141上，使得公共端光纤准直器111输出的信号光依次在各个滤波片上发生反射。最后依照上述公共端光纤准直器111的固持方法，把各输出通道的光纤准直器固持在基片140上，实现波分复用的功能。

Claims (7)

1、一种自由空间圆柱型光学部件的固持装置，其特征在于包括：

一用以容置圆柱型光学部件的旋转管，该旋转管侧壁切磨成一个平面；

一侧壁切磨为一平面的支撑块，支撑块侧平面与旋转管侧平面紧密配合，支撑块底面为平面，且与基片平面紧密配合；

一可通过旋转管、支撑块将一个以上的光学部件的相对位置进行固定的平行平板状基片。

2、根据权利要求1所述的一种自由空间圆柱型光学部件的固持装置，其特征在于：旋转管、支撑块和基片均采用玻璃材料或其他低热膨胀率材料。

3、根据权利要求1所述的一种自由空间圆柱型光学部件的固持装置，其特征在于：旋转管的内径与圆柱型光学部件的外径间隙为0.02～0.05mm，旋转管可以以圆柱型光学部件为支撑轴自由旋转。

4、根据权利要求1所述的一种自由空间圆柱型光学部件的固持装置，其特征在于：旋转管设有一个与圆柱型光学部件紧密配合的弧面，一个与支撑块侧平面紧密配合侧平面。

5、根据权利要求1或4所述的一种自由空间圆柱型光学部件的固持装置，其特征在于：旋转管外围可以是方形或其他形状。

6、根据权利要求1所述的一种自由空间圆柱型光学部件的固持装置，其特征在于：支撑块可以是长方体状、正方体状或其他形状，其一面侧平面与其底面成45°～90°。

7、根据权利要求1所述的一种自由空间圆柱型光学部件的固持装置，其特征在于：旋转管与支撑块之间是通过旋转管的侧平面和支撑块的侧平面进行面接触。

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