SU1735790A1

SU1735790A1 - Device to adjust and lock microscopic elements

Info

Publication number: SU1735790A1
Application number: SU904799524A
Authority: SU
Inventors: Сергей Александрович Дмитриев; Владимир Исфандеярович Аджалов; Ваис Абдулович Нежеметдинов; Владимир Петрович Скиба
Original assignee: Научно-Производственное Объединение "Волна"
Priority date: 1990-01-12
Filing date: 1990-01-12
Publication date: 1992-05-23

Abstract

Изобретение относитс к технологии во- локонно-оптических систем св зи. Сущность изобретени : устройство содержит юстировочное устройство и пакет пластин с посадочными местами под юстируемые элементы , Дл фиксации пластин введен узел жесткой фиксации пластин, который содержит т гу, проход щую через отверсти пластин , и регулировочный винт. 4 ил.This invention relates to a technology for fiber-optic communication systems. SUMMARY OF THE INVENTION: The device comprises an adjustment device and a plate package with seats for the elements to be adjusted. For fixing the plates, a rigid plate fixing unit is inserted, which contains a pull passing through the apertures of the plates, and an adjusting screw. 4 il.

Description

Изобретение относитс к области технологии волоконно-оптических систем св зи (ВОСП) и предназначено дл использовани при изготовлени микрооптических компонентов ВОСП.The invention relates to the field of technology of fiber-optic communication systems (FOTS) and is intended for use in the manufacture of micro-optical components of FOTS.

Известно устройство дл юстировки и. взаимной фиксации микрооптических элементов , содержащее юстируемые столы с приводами и нагреватель фиксирующего агента /1/. Основным недостатком этого и подобных устройств вл етс их низка пропускна способность, определ ема временем отверждени фиксирующего агента.A device for adjustment and. mutual fixation of micro-optical elements containing adjustable tables with drives and heater fixing agent / 1 /. The main disadvantage of this and similar devices is their low throughput, determined by the curing time of the fixing agent.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному вл етс содержащее неподвижную и не менее чем одну подвижную пластины, сложенные в виде ст нутого пружинами пакета последовательно соприкасающихс плоскост ми и снабженные посадочными местами под юстируемые элементы, а также узел фиксации пластин /2/. В этом решении после механической фиксации элементы могут быть сн ты с юстировочногоустройства и направлены дл окончательной (например, клеевой) фиксации.The closest in technical essence to the proposed is a fixed and at least one movable plate, folded in the form of a stack of springs stacked in contact with the planes and provided with seats for the elements to be adjusted, as well as a plate fixing unit / 2 /. In this solution, after mechanical fixation, the elements can be removed from the alignment device and sent for final (for example, adhesive) fixation.

Основным недостатком данного устройства вл етс низка надежность фиксации, обусловленна проскальзыванием пластин при поджатии их пружиной и неизбежным износом пружины.The main disadvantage of this device is the low reliability of fixation, due to the slipping of the plates when they are pressed by the spring and the inevitable wear of the spring.

Целью предлагаемого изобретени вл ютс повышение надежности фиксации.The aim of the invention is to increase the reliability of fixation.

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве, содержащем неподвижную и не менее чем одну подвижные пластины, сложенные в виде ст нутого пружинами пакета , последовательно соприкасающиес плоскост ми и снабженные посадочными местами под юстируемые элементы, а также узел фиксации пластины, согласно предложению узел фиксации выполнен в виде рычага , опирающегос на неподвижную пластину через два опорных шара, выступающих над поверхност ью пластины не менее чем на половину, с централи жестко закрепленными относительно этой пластины, и жеVIThe goal is achieved by the fact that in the device containing a fixed and at least one movable plate, folded into a stack of springs, successively in contact with the planes and provided with seats for the elements to be adjusted, as well as the plate fixing unit, according to the proposal, the fixing unit is made in the form of a lever resting on a fixed plate through two support balls protruding not less than half above the surface of the plate, with the central plate rigidly fixed relative to this plate s, and zheVI

CJCJ

5555

1818

сткой т ги, осуществл ющей замыкание рычага между опорными шарами к неподвижной пластине, с одной стороны, и последней к неподвижным пластинам из пакета с другой , при этом на первый опорный шар рычаг опираетс не менее чем двум точками на полуокружности, расположенной симметрично относительно плоскости, перпендикул рной верхней поверхности неподвижной пластины и проход щей через пр мую, соедин ющую центры опорных шаров, причем хот бы две точки опоры расположены на разных половинах полуокружности, со вторым опорным шаром рычаг контактирует через п ту, соприкасающуюс с шаром не менее чем в трех точках окружности, симметрично расположенной относительно вышеупом нутой плоскости, причем не менее, чем три точки опоры, расположены в разных трет х окружности, механический контакт т ги и рычага выполнен с возможностью углового перемещени т ги относительно п тна касани рычага и опорных шаров, причем точки контакта т ги и рычага расположены ниже этой плоскости, а опорна п та рычага выполнена с возможностью фиксируемого линейного перемещени в направлении, перпендикул рном этой плоскости , механический контакт т ги и последней из подвижных пластин выполнен с возможностью углового поворота т ги относительно точки, фиксированной по отношению к этой пластине, при этом т га не имеет иного механического контакта с пластинами во всем диапазоне юстировок, одна из пружин , ст гивающа пакет пластин, закреплена одним концом на последней подвижной пластине, а другим - на рычаге в плоскости, перпендикул рной к обращенной к рычагу поверхности неподвижной пластины, и проход щей через центры опорных шаров в точке, перпендикул р из которой, опущенный на пр мую, соедин ющую центры опорных шаров, пересекает ее вне отрезка между центрами со стороны первого опорного шара.by pulling the lever between the support balls to the fixed plate, on the one hand, and the latter to the fixed plates from the bag with the other, while at the first support ball the lever rests at least two points on the semicircle symmetrically relative to the plane, perpendicular to the upper surface of the fixed plate and passing through the straight line connecting the centers of the support balls, and at least two points of support are located on different halves of the semicircle, with the second support ball clocks through a point in contact with the ball at no less than three points of a circle symmetrically located with respect to the above-mentioned plane, moreover, at least three points of support are located in different thirds of the circle, the mechanical contact of the rod and lever is adapted to angular movement the tie points are relative to the point of contact between the lever and the support balls, the contact points of the links and the lever are located below this plane, and the reference point of this lever is made with the possibility of a fixed linear movement in the direction perpendicular In this plane, the mechanical contact of the rod and the last of the movable plates is made with the possibility of angular rotation of the rod relative to a point fixed with respect to this plate, while the rod has no other mechanical contact with the plates in the entire range of alignments. , the stack of plates is fixed at one end on the last movable plate, and the other on the lever in a plane perpendicular to the surface of the fixed plate facing the lever and passing through the centers of the support balls in a point perpendicular to which, lowered onto a straight line connecting the centers of the support balls, crosses it outside the segment between the centers on the side of the first support ball.

Изобретение по сн етс чертежами, где на фиг, 1-4 изображен общий вид уст- 1 ройства и его сечени .The invention is illustrated in the drawings, where FIGS. 1-4 show a general view of the device and its section.

На чертеже обозначены: 1 - т га, 2 - зацеп, 3 - рычаг, 4 - пластина неподвижна , 5 - первый опорный шар, 6 - пружина, 7 и 8 - юстируемые микрооптические элементы, 9 - пластина подвижна , 10 - зацеп, 11 - планка запорна , 12 - п та, 13 - перва полусфера, 14 - второй опорный шар, 15 - втора полусфера, 16 - штифт, 17 - фиксатор , 18 - прецизионна подвижка по координате X, 19 - корпус с прецизионной по координатам X и Y, 20 - подвижный упор, 21The drawing shows: 1 - t ha, 2 - a hook, 3 - a lever, 4 - a plate is stationary, 5 is the first support ball, 6 is a spring, 7 and 8 are adjustable micro-optical elements, 9 is a plate movable, 10 is a hook, 11 - the bar is shut, 12 - pa, 13 - first hemisphere, 14 - second support ball, 15 - second hemisphere, 16 - pin, 17 - lock, 18 - precision displacement along the X coordinate, 19 - case with precision along the X coordinates and Y, 20 - movable stop, 21

- упор, 22 - прецизионна подвижка по координате Y, 23 - держатель, 24 - подвижный упор, 25 - шар прецизионных подвижек. Устройство дл юстировки и взаимной- an emphasis, 22 - precision movement on coordinate Y, 23 - a holder, 24 - a mobile emphasis, 25 - a sphere of precision movements. Device for alignment and mutual

фиксации микрооптических элементов содержит неподвижную пластину 4 и подвижную пластину 9, сложенные в виде ст нутого пружинами 6 пакета соприкасающиес плоскост ми и снабженные посадочными мес0 тами под юстируемые микрооптические элементы 7 и 8, закрепленные фиксаторами 1, узел фиксации пластин, выполненного в виде рычага 3, опирающегос на неподвижную пластину 4 через два опорных шара 5 иfixing micro-optical elements contains a fixed plate 4 and a movable plate 9, folded into a stack of springs pack 6 in contact with planes and provided with mounting slots for adjustable micro-optical elements 7 and 8 fixed by fixers 1, a fixing unit for plates made in the form of a lever 3, resting on the fixed plate 4 through two support balls 5 and

5 14, выступающих над поверхностью пластины 4 не менее чем на половину, с центрами жестко закрепленными относительно этой пластины, и механическую жесткую т гу 1, осуществл ющую замыкание рычага 3 меж0 ду опорными шарами 5 и 14 к неподвижной пластине 4, с одной стороны и подвижной пластины 9 с другой, при этом на первый опорный шар 5 рычаг 3 опираетс не менее чем двум точками на полуокружности, рас5 положенной симметрично относительно плоскости перпендикул рной верхней поверхности неподвижной пластины 4 и проход щей через пр мую, соедин ющую центры опорных шаров 5 и 14, причем хот 5 14 protruding above the surface of the plate 4 by no less than half, with centers rigidly fixed relative to this plate, and a mechanical rigid pull 1, which closes the lever 3 between the support balls 5 and 14 to the fixed plate 4, on one side and on the first support ball 5, the lever 3 rests at least two points on a semicircle symmetrically relative to the plane perpendicular to the upper surface of the fixed plate 4 and passing through the straight connecting plane support ball centers 5 and 14, and

0 бы две точки опоры расположены на разных половинах полуокружности, со вторым опорным шаром 14 рычаг 3 контактирует через т гу 12, соприкасающуюс с шаром 14 не менее чем в трех точках окружности, сим5 метрично расположенной относительно вышеупом нутой плоскости, причем не менее, чем три точки опоры расположены в разных трет х окружности, механический контакт т ги 1 и рычага 3 выполнен с возможностьюIf two points of support are located on different halves of the semicircle, with the second support ball 14, the lever 3 contacts through cable 12, which is in contact with the ball 14 at least at three points of a circle, symmetrically located relatively to the above-mentioned plane, and not less than three the points of support are located in different thirds of the circle, the mechanical contact of the rod 1 and the lever 3 is adapted to

0 углового перемещени т ги 3 относительно точки на пр мой, перпендикул рной плоскости , проведенной через п тна касани рычага 3 и опорных шаров 5 и 14, то есть, через первую полусферу 13, насаженную на0 of the angular displacement of the gi 3 relative to a point on a straight, perpendicular plane drawn through the spot of contact of the lever 3 and the support balls 5 and 14, i.e., through the first hemisphere 13, mounted on

5 т гу 1, а коническую поверхность на рычаге 3, причем точки контакта т ги 1 и рычага 3 расположены ниже этой плоскости, а опорна т га 12 рычага 3 выполнена с резьбовой поверхностью, дл осуществлени возмож0 ности фиксируемого линейного перемещени в направлении перпендикул рном этой плоскости, механический контакт т ги 1 и подвижной пластины 9 выполнен с возможностью углового поворота т ги 1 относи5 тельно точки, фиксированной по отношению к этой пластине, то есть через полусферу 15, зафиксированной на т ге 1 запорной планкой 11, и коническую поверхность на подвижной пластине 9, при этом между боковой поверхностью т ги 1 и пластинами 4 и 9 существует зазор во всем диапазоне юстировок, одна из трех пружин б, ст гивающих пакет пластин 4 и 9 закреплена одним концом через зацеп 10 на подвижной пластине 9, а другим концом через зацеп 2 - на рычаге 3 в плоскости, перпендикул рной к обращенной к рычагу 3 повер- хности неподвижной пластины 4, и проход щей через центры опорных шаров 5 и 14 в точке, перпендикул р из которой, опущенный на пр мую, соедин ющую центры опорных шаров 5 и 14, пересекает ее вне отрезка между центрами со стороны первого опорного шара 5, корпус 19 с прецизионными подвижками 18 и 22 по координатам X и Y, в который закреплено упором 21 за неподвижную пластину 4 устройство юстировки и фиксации с ориентацией его относительно координат X и Y, закрепленные в держателе 23 шары 25, через которые подвижные упоры 20 и 24 прижимают подвижную пластину 9 своими боковыми точными поверхност ми к прецизионными подвижками 18 и 22 по координатам X и Y.5 tons and 1, and the conical surface on the lever 3, the contact points of the rod 1 and the lever 3 are located below this plane, and the supporting rod 12 of the lever 3 is made with a threaded surface, to realize the possibility of a fixed linear movement in the direction perpendicular to this the plane, the mechanical contact of the tire 1 and the movable plate 9 is made with the possibility of angular rotation of the rod 1 relative to a point fixed with respect to this plate, i.e. through the hemisphere 15 fixed to the rod 1 locking bar 11 and the conical the surface on the movable plate 9, while between the side surface of the rod 1 and the plates 4 and 9 there is a gap in the entire range of alignments, one of the three springs b, the plates 4 and 9 that tighten the package are fixed at one end through the hook 10 on the movable plate 9, and with the other end through the hook 2, on the lever 3 in a plane perpendicular to the surface of the fixed plate 4 facing the lever 3 and passing through the centers of the support balls 5 and 14 at a point perpendicular to which is lowered to the right connecting the centers of the support balls 5 and 14, intersects it in e segment between the centers from the side of the first support ball 5, the housing 19 with precision movements 18 and 22 in the coordinates X and Y, which is fixed by the stop 21 to the fixed plate 4 device alignment and fixation with its orientation relative to the coordinates X and Y, fixed in the holder 23 balls 25 through which the movable stops 20 and 24 press the movable plate 9 with their precise lateral surfaces to precision movements 18 and 22 along the coordinates X and Y.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Юстировочное устройство с зажатыми в посадочных местах микрооптическими элементами фиксаторами устанавливаетс в корпус 19 и зажимаетс упором 21 за неподвижную пластину 4 одновременно ориентирующим его по координатам X и Y. Поворотом п ты 12 разжимаетс пакет пластин , затем одновременно подвод тс подвижные упоры 20 и 24 к подвижной пластине 9, котора прижимаетс своими точными боковыми поверхност ми Г и Д через два шара 25 силой к точной поверхности В на торце прецизионной подвижки 18 по координате X и через один шар 25 силой Га к точной поверхности Е на торце прецизионной подвижки 22 по координате Y. Перемещением подвижек 18 и 22 производитс юстировка микрооптических элементов по координатам X и Y, путем перемещени ими подвижной пластины 9 точными боковыми поверхност ми Г и Д через шары 25 по точным поверхност м В и Е на торцах подвижек, наличие которых обеспечивает плавность и точность юстировки. При этом стык пластин 4 и 9, поверхности которого выполнены точными и скольз т при юстировке друг по другу, закрыт силовым замыканием, усилие которого сравнимо с весом подвижной пластины и меньше сил и силового замыкани по координатам X и Y, создаваемое трем пружинами 6, две из которых зацеплены за зацепы 10 и штифты 16 подвижной и неподвижной пластин 4 и 9, а треть зацеплена за зацеп 10 подвижной пластины 9 и зацеп 2, помещенный на рычаге 3, позвол ет при разжатом пакете пластин, т ге 1 своими полусферами 13 и 15 находитьс в контакте с рычагом 3 и подвижной пластиной 9, рычагу 3 опиратьс на опорный шар 5 и между конической поверхностью п ты 12 и опорным шаром 14 иметь зазор. После юстировки элементов их взаимное расположение фиксируетс поворо0 том п ты 12, при этом она перемещаетс в рычаге 3 и набегает своей конической поверхностью на опорный шар 14 и упираетс в него, рычаг 3 по резьбовой поверхности п ты поднимаетс вверх и т нет за собойThe alignment device, with the micro-optical elements clamped in the seats, is inserted into the housing 19 and clamped by the abutment 21 on the fixed plate 4 simultaneously orienting it along the X and Y coordinates. Turning the pivot 12 unwraps the stack of plates, then simultaneously moving the stops plate 9, which is pressed by its exact side surfaces G and D through two balls 25 with force to exact surface B at the end of precision movement 18 along coordinate X and through one ball 25 with force Ha to exact surface E at the end of the precision movement 22 along the Y coordinate. Moving the movements 18 and 22, the micro-optical elements are adjusted along the X and Y coordinates by moving the moving plate 9 with precise side surfaces G and D through balls 25 along the exact surfaces B and E to the ends of the movements, the presence of which provides a smooth and accurate adjustment. At the same time, the junction of plates 4 and 9, the surfaces of which are made accurate and slid when aligning each other, is closed by force closure, the force of which is comparable with the weight of the moving plate and less force and force closure along the X and Y coordinates, created by three springs 6, two of which are hooked on the hooks 10 and pins 16 of the movable and fixed plates 4 and 9, and a third is hooked on the hook 10 of the movable plate 9 and the hook 2, placed on the lever 3, with the hemispheres 13 and 15, when it is decompressed, in contact with lever 3 and the movable plate 9, the lever 3 to rest on the support ball 5 and between the conical surface of the tip 12 and the support ball 14 have a gap. After aligning the elements, their relative position is fixed by the turning of the tip 12, while it moves in the lever 3 and runs its conical surface onto the support ball 14 and rests against it, the lever 3 rises along the threaded surface and doesn’t follow

5 т гу 1, опира сь другим концом на опорный шар 5, что позвол ет ст нуть пластины 4 и 9 с юстированными микрооптическими элементами , накладыва тем самым на закрытый стык этих пластин большое усилие5 t gu 1, leaning with the other end on the support ball 5, which allows the plates 4 and 9 to be made with adjusted micro-optical elements, thereby imposing a large force on the closed junction of these plates

0 пор дка 150-300 к. Несмотр на то, что рычаг 3 имеет два опорных шара 5 и 14 он принимает устойчивое положение благодар тому, что точки приложени сил PI и 2 на рычаге 3 направлены в противополож5 ную сторону и наход тс выше на величину К точки приложени на него силы Р, направленной в сторону верхней поверхности неподвижной пластины. Конструкци узла фиксации котировочного устройства исключает смеще0 ние пластин относительно друг друга в момент зажати и после. Это достигаетс тем, что на всем диапазоне котировочного движени подвижной пластины 9 ось т ги 1 находитс в телесном угле самоторможени поверхностей0 on the order of 150-300 k. Despite the fact that lever 3 has two support balls 5 and 14, it assumes a stable position due to the fact that the points of application of forces PI and 2 on lever 3 are directed to the opposite side and are higher by To the point of application of a force P on it, directed towards the upper surface of the fixed plate. The design of the fixing unit of the quotation device eliminates the displacement of the plates relative to each other at the time of clamping and after. This is achieved by the fact that throughout the entire range of the quoting movement of the movable plate 9, the axis of the ty 1 is in the solid angle of self-braking of the surfaces

5 стыка пластин, что в момент ст гивани позвол ет нейтрализовать боковую силу, действующую на подвижную пластину 9. возникающую из-за отклонени оси т ги 1 от нормали к плоскости стыка пластин, образующегос после5 of the junction of the plates, which at the time of shaking allows to neutralize the lateral force acting on the movable plate 9. arising due to the deviation of the axis of the ty 1 from the normal to the plane of the junction of the plates formed after

0 юстировки, а узел фиксации выполнен самоустанавливающимс .0 is adjusted, and the fixing unit is self-aligning.

Это позвол ет при зажатии съюстиро- ванного положени устройства (что реализуетс вращением п ты 12, при которомThis allows the clamped position of the device to be clamped (which is realized by rotating

5 происходит сначала взаимный контакт всех деталей узла фиксации, а затем нарастание силы ст гивани от нул до максимальной, это формирует необходимое состо ние упругой деформации поверхностей в зонах5, the mutual contact of all parts of the fixing unit occurs first, and then the increase in the force of tightening from zero to maximum, this forms the necessary state of elastic deformation of the surfaces in the zones

0 взаимного контакта деталей узла) получить одинаковое расположение деталей узла фиксации в положении деталей узла и при силе ст гивани равной нулю, и при силе равной максимальной, что позвол ет осуще5 ствить надежнунр фиксацию устройства.0 mutual contact of parts of the assembly) to obtain the same arrangement of parts of the fixation unit in the position of the parts of the assembly and with a shrinking force equal to zero and with a force equal to the maximum, which makes it possible to ensure reliable fixation of the device.

После фиксации устройства одновременно отвод тс подвижные упоры 20 и 24, осуществл ющие силовое замыкание по координатам X и Y, и после разжати упора 21, устройство снимают с позиции юстировки иAfter fixing the device, movable stops 20 and 24 are simultaneously retracted, making a force closure along the X and Y coordinates, and after depressing the stop 21, the device is removed from the alignment position and

укладывают в стеллаж дл отверждени фиксирующего состава, наход щегос между микрооптическими элементами.placed in a rack for curing the fixative composition located between the micro-optical elements.

Таким образом, устройство обеспечивает механическую фиксацию элементов после юстировки, позвол ющую сн ть зафиксированные элементы с юстировочно- го устройства и передать их на окончательную фиксацию (склеивание, сварка, пайка и т.д.). При этом не используетс пружинна фиксаци , как в прототипе, тем самым исключены неточности фиксации и повышена ее надежность, особенно при услови х возможной вибрации, а также при длительной эксплуатации в том числе из-за износа пружины .Thus, the device provides mechanical fixation of the elements after alignment, which allows removing the fixed elements from the alignment device and transferring them to the final fixation (gluing, welding, soldering, etc.). It does not use spring fixation, as in the prototype, thereby eliminating inaccuracies of fixation and increasing its reliability, especially under conditions of possible vibration, as well as during long-term operation, including due to spring wear.

Claims

The invention The device for adjusting and fixing micro-optical elements, containing 20

0

five

the base on which the package is fixed not less than two plates with seats for micro-optical elements, assembled by springs, characterized in that, in order to improve the quality of the adjustment, a rigid fixation unit of the plate pack is inserted into it, including a rod with spherical supports , a lever, ball bearings and an adjusting screw, through holes are made in the plates, while the ha is installed with a gap throughout the entire range of alignments in the holes of the plates and connected through the spherical supports to the lower plate of the package and the lever, resting is provided at the top of the plate package through ball joints, the centers of which are rigidly fixed relative to the upper plate, and with a spherical support lever is coupled through the adjusting screw and the thrust axis is located between the centers of ball bearings

IG

- - - / t.

lbs, g /

2

AG7

FIG. 2

/ i

Id

/

#

7

/ V

tp

Fig.Z

21