TWI726532B - 軸向可調的非旋轉桶式光纖準直器 - Google Patents

Abstract

本發明提供用於調整光纖末端至透鏡總成之距離的系統及方法。方法包括調整內桶在僅一個軸線上之移動，同時防止前述內桶自旋。

Description

軸向可調的非旋轉桶式光纖準直器

[相關申請案]

本申請案主張2018年12月13日申請之美國臨時專利申請案第62/779,239號的優先權，該案之全部揭示內容特此以引用的方式併入本文中。

準直為輻射或粒子(例如，光線)之發散光束藉以轉換為平行光束的過程。在光纖之領域中，光纖準直器可用以將自由空間光束或光源耦接至光纖。或者或另外，光纖準直器可用以耦接兩個光纖之間的光束。

適用於光纖應用之各種準直透鏡為市售的。舉例而言，自Ocean Optics可得之74系列準直透鏡，包括74-UV及74-VIS準直透鏡，可與SMA端接光纖及其他取樣光學器件耦接以將輻射(光)之發散光束轉換為平行光束。每一透鏡之直徑可為5mm，從而具有10mm之焦距及在UV-Vis或Vis-NIR波長下之回應。準直透鏡之焦點可藉由鬆釋光源之光纖桶上的固定螺釘且使光源之準直透鏡的內桶滑動來調整。

來自Ocean Optics之另一市售的光纖準直透鏡為SE-112689。其可用以將具有SMA連接器之光纖耦接至石英準直透鏡。總成包括螺紋SMA桶，該桶可對於焦點調整或經移除來允許對具有SMA光纖埠之分光計及光源的連接。

然而，光學器件之精確對準可為基本的，以有效地將來自一介質之光耦接至另一介質。為了確保光經良好準直，光源可定位為遠離準直透鏡一個焦距。需要經改良之光纖準直器技術，以提供對光學設備之部件中之每一者的精確位置控制。

本文揭示用於調整光纖末端與透鏡總成之間的距離之系統及方法。在示範性實施例中，所揭示之標的物提供一種光纖定位裝置，其包括可在一軸線上調整且經防止自旋之內桶。

在某些實施例中，前述光纖定位裝置可包括螺紋桶、透鏡總成及螺紋調整旋鈕。前述螺紋桶可經組配來接受光纜，且前述螺紋桶與前述透鏡總成之間的距離藉由轉動前述調整旋鈕可為可調的，前述調整旋鈕經由螺紋嚙合前述內桶。

在某些實施例中，前述光纖定位裝置可進一步包括經機械加工之凹槽，前述凹槽可接受防止前述螺紋桶旋轉之緊固件。

在某些實施例中，前述緊固件可為固定螺釘、螺栓或定位銷中之一者。

在某些實施例中，前述透鏡總成可包括準直透鏡。

在某些實施例中，前述系統為真空使用相容的。

用於調整透鏡總成與光纖之間的距離之方法亦得以描述。在某些實施例中，一種示範性方法包括使用滾花外調整器移動螺紋桶，前述滾花外調整器經由螺紋嚙合前述桶。前述螺紋桶可經組配來接受光纜。

在某些實施例中，前述方法可進一步包括藉由緊固件防止前述螺紋桶旋轉。

在某些實施例中，前述方法可進一步包括藉由防鬆螺帽防止前述調整旋鈕旋轉。

併入於本揭示案中且構成本揭示案之部分的隨附圖式說明本發明之較佳實施例，且用以解釋所揭示之標的物的原理。

所揭示之標的物提供光纖準直器裝置，且用於定位光纖末端之方法在本文中論述。本文所述之光纖定位裝置可包括可沿著一軸線調整且經防止自旋的內桶。此不僅允許光纖末端至透鏡總成之距離的精確軸向調整以對於焦點調整，而且可確保光纖纜線不會在過程中轉動。因此，可在該距離經調整時避免光纖纜線之鬆釋。

本文所使用之術語僅係用於描述特定實施例之目的，且不欲限制所揭示之標的物。如本文所使用，術語精確軸向調整指代一部分以實質上最小之可行增量沿著一軸線的移動。如本文所使用，術語「及/或」包括相關聯之所列出項目中之一或多者的任何及所有組合。如本文所使用，單數形式「一」及「該」意欲包括複數形式以及單數形式，除非上下文清楚地另有指示。將進一步理解，術語「包含」在用於本說明書中時指定所陳述之特徵、步驟、操作、元件及/或組件之存在，但不排除一或多個其他特徵、步驟、操作、元件、組件及/或其群組之存在或添加。

如本文所使用，術語「透鏡總成」指代一或多個透鏡。在某些實施例中，「透鏡總成」指代單一透鏡。在某些實施例中，「透鏡總成」指代兩個或兩個以上透鏡。

除非另有定義，否則本文所使用之所有術語(包括技術及科學術語)具有與一般熟習本發明所屬之技術者通常所理解之含義相同的含義。將進一步理解，諸如常用辭典中所定義之術語的術語應解譯為具有與其在相關技術及本揭示案之情形中之含義一致的含義，且將不會在理想化或過度正式的意義上來解譯，除非本文明確地如此定義。

圖1為根據所揭示之標的物之一些實施例的軸向可調的非旋轉桶式光纖準直器之透視圖。該裝置包括螺紋桶1，螺紋桶1經組配來接受光纖纜線。在某些非限制性實施例中，螺紋桶可具有約¼吋之直徑，每吋具有28個螺紋。在其他非限制性實施例中，螺紋桶可具有每吋超過28個螺紋。

螺紋桶1亦具有經機械加工之凹槽來接受緊固件2。在某些非限制性實施例中，緊固件2可為固定螺釘、螺栓、定位銷，或可防止桶旋轉之任何其他合適的緊固件。螺紋桶1嚙合至螺紋調整旋鈕3。可藉由轉動調整旋鈕3來發生軸向調整，調整旋鈕3取決於該等轉動之方向而來回移動螺紋桶。在一非限制性實施例中，調整旋鈕3可藉由固定螺釘5固持於適當位置，固定螺釘5將調整旋鈕3鎖定至外殼4中。外殼4藉由扣環7將透鏡6固持於適當位置。扣環7可經擰入或卡扣進入。適用於在光纖中使用之零件的任何材料可用以製成螺紋桶1、調整旋鈕3、外殼4、透鏡6、扣環7及防鬆螺帽8。在某些非限制性實施例中，透鏡可為石英透鏡。在其他非限制性實施例中，外殼及扣環可包含不鏽鋼。

圖2為根據本揭示案之一些實施例的軸向可調的非旋轉桶式光纖準直器之橫截面。其沿著螺紋桶1之軸線顯示通道9以接受緊固件2。螺紋桶1在表面12處安裝至外旋鈕3中。11表示螺紋桶1滑動抵靠外殼4之無螺紋表面的點。

圖3為根據本揭示案之一些實施例的軸向可調的非旋轉桶式光纖準直器之經裝配透視圖。螺紋桶1在調整旋鈕3內部。

在某些非限制性實施例中，光纖末端與透鏡總成之間的距離可藉由轉動調整旋鈕來調整。外旋鈕3之轉動使螺紋桶1沿著其軸線行進且改變自光纖之末端至透鏡的距離。精確軸向調整可藉由將光纖之末端定位於透鏡之焦點處而允許良好準直之光的容易產生。另外或或者，精確軸向調整可提供自由空間光束或光源至光纖之耦接。

此可藉由轉動外旋鈕3以使螺紋桶1沿著其軸線行進且改變自光纖之尖端至透鏡的距離來實現。藉由進行該操作，使用者可將光纖之尖端定位於透鏡的焦點處。重要地，螺紋桶之軸向調整避免附接至螺紋桶之光纖的鬆釋。

在某些非限制性實施例中，軸向移動可藉由擰緊固定螺釘5而限制外旋鈕3之移動來鎖定。此外，螺紋桶1可另外藉由表面12處之外殼孔約束且接著藉由表面10處的防鬆螺帽鎖定於適當位置，以提供光纖之更好穩定性。此剛性光學設備對於穩定之光學訊號為基本的。

在另一非限制性實施例中，螺紋桶具有經機械加工之凹槽來提供通道9。固定螺釘5可安裝於如圖2中所示之通道中。此通道允許經由桶中之凹槽排氣，藉此使裝置為真空使用相容的。另外或或者，外旋鈕3可具有孔洞來允許氣體逸出。

在另一非限制性實施例中，螺紋桶1可用滑輪替代，以便使總成能夠供馬達使用且實現使用經由回饋控制之馬達的自動調整。

本文之描述僅說明所揭示之標的物的原理。鑒於本文之教示，對所描述實施例之各種修改及更改對於熟習此項技術者將為顯而易見的。因此，本文之揭示內容意欲說明而非限制所揭示之標的物的範疇。此外，所揭示之標的物的原理可以各種組態來實施，且不欲以任何方式限於本文所呈現之特定實施例。

除了所描繪及主張之各種實施例之外，所揭示的標的物亦針對具有本文所揭示及主張之特徵之其他組合的其他實施例。因而，本文所呈現之特定特徵可在所揭示之標的物的範疇內以其他方式彼此組合，使得所揭示之標的物包括本文所揭示之特徵的任何合適之組合。所揭示之標的物之特定實施例的前述描述已為說明及描述的目的而呈現。其不欲為詳盡的，或將所揭示之標的物限於所揭示的彼等實施例。

熟習此項技術者將顯而易見，在不脫離所揭示之標的物的精神或範疇之情況下，各種修改及變化可在所揭示之標的物的系統及方法中進行。因此，預期所揭示之標的物包括在所附申請專利範圍及其等效物之範疇內的修改及變化。

1:螺紋桶 2:緊固件 3:(螺紋)調整旋鈕/外旋鈕 4:外殼 5:固定螺釘 6:透鏡 7:扣環 8:防鬆螺帽 9:通道 10:表面 11:點 12:表面

圖1為根據所揭示之標的物之一些實施例的軸向可調的非旋轉桶式光纖準直器之透視圖。

圖2為根據所揭示之標的物之一些實施例的軸向可調的非旋轉桶式光纖準直器之橫截面圖。

圖3為根據所揭示之標的物之一些實施例的軸向可調的非旋轉桶式光纖準直器之經裝配透視圖。

遍及該等圖式，除非另有規定，否則一些參考數字及字符用以表示所說明實施例之相似特徵、元件、組件或部分。此外，在所揭示之標的物現將參看諸圖詳細地描述的同時，其結合說明性實施例來如此進行。

1:螺紋桶

2:緊固件

3:(螺紋)調整旋鈕/外旋鈕

4:外殼

5:固定螺釘

6:透鏡

7:扣環

8:防鬆螺帽

Claims (5)

1. 一種光纖定位裝置，其包含： 外殼； 螺紋桶，其在前述外殼之第一部分處以可調方式耦接至前述外殼； 透鏡總成，其在前述外殼之第二部分處耦接至前述外殼且定位於距前述螺紋桶之第一距離處； 螺紋調整旋鈕，其耦接至前述外殼且經組配來將前述螺紋桶與前述透鏡總成之間的距離自前述第一距離改變為第二距離；以及 防鬆螺帽，其耦接至前述螺紋桶。
2. 如請求項1所記載之光纖定位裝置，其中前述螺紋桶經組配來接受光纜。
3. 如請求項1所記載之光纖定位裝置，其中前述螺紋桶包括經機械加工之凹槽，前述光纖定位裝置進一步包含防止前述螺紋桶旋轉之緊固件。
4. 如請求項3所記載之光纖定位裝置，其中前述緊固件為固定螺釘、螺栓或定位銷中之一者。
5. 如請求項1所記載之光纖定位裝置，其中前述透鏡總成包括準直透鏡或一或多個透鏡。

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