CN102177452A - 一种自由空间固持光学部件的方法 - Google Patents
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Abstract
一种自由空间固持光学部件（201）的方法，包括将光学部件（201）通过连接件（204）连接固定至基板（203）上，连接件（204）包括相互垂直的基准面（2041）和连接面（2042）。光学部件（201）侧面设有平面（2012），五维调节对准光学部件（201）侧面与基板（203）垂直，且调节对准后光学部件（201）侧面依然与基板（203）垂直。调节对准后，基准面（2041）和连接面（2042）分别与基板（203）、侧平面（2012）紧密贴合、点胶固定。
Description
说明书
Title of Invention:一种自由空间固持光学部件的方法
[I] 技术领域
[2] 本发明涉及在基板上调节位置固定粘接光学元件的方法， 特别是空间较小， 需 要第三者粘接固定保持光学元件位置的方法。
[3] 背景技术
[4] 在光通信所用的光器件生产中， 大多光学器件都会有一个或多个光部件进行光 精确地对准调节过程， 再把光元件相对位置固定。 例如两个准直器对准调节耦 合后， 固定两个准直器， 再在两个准直器间插入各种光元件， 可制成各种单一 光器件。
[5] 光器件制造中， 精确地对准后的光学元件， 相对位置非常轻微的变动都会造成 光特性不良， 因此粘接的方法是非常关键的。 相关粘接技术如美国专利 US67921 83， US5574811 , US6445858 , US2003/0142916等， 他们都有各自的特点和用途 ， 但基本上来说都是靠点、 或者线作为基准来定位并达成光学部件的固定。 再 如中国专利 200520140223.4， 此发明装置虽然能以面粘接来固持光学部件， 但他 需要被固持光学部件是圆柱形， 应用有局限性， 且用于固持的粘接件需要两件 或以上， 结构复杂。
[6] 发明内容
[7] 本发明的目的在于克服现有技术的不足而提供一种操作简单、 通过面与面之间 的定位与配合来固定光学部件的方法。 为实现上述目的， 本发明釆用了下述技 术方案：
[8] 这种自由空间固持光学部件的方法， 包括基板、 光学部件和把光学部件连接固 定至基板上的连接件， 所述的连接件包括基准面和连接面， 其特征在于： 包括 下述步骤
[9] a)在所述的光学部件上设置有一粘接平面；
[10] b)在所述的连接件设置基准面和粘接平面；
[I I] c)调节前将光学部件上粘接平面置与基板平面垂直；
[12] d)调节所述的光学部件至所需空间位置， 并保持不变， 此吋， 光学部件的粘接 平面与基板平面保持垂直；
[13] e)保持连接件的基准面与基板平面贴合的情况下， 滑动连接件至连接件的连接 面与光学部件上的粘接平面贴合；
[14] f)将连接面与粘接平面点胶粘接；
[15] 所述的连接件可以是长方体状、 正方体状或其他形状， 其基准面和连接面垂直
[16] 所述的步骤 d中， 在调节光学部件的过程中， 光学部件的粘接平面与基板平面 保持垂直。
[17] 所述的光学部件能进行五维调节， 在五维调节过程中光学部件的粘接平面始终 与基板面垂直。
[18] 所述的粘接平面为光学部件的预加工平面， 或者光学部件本身的侧面。
[19] 所述的光学部件有一个或者两个以上。
[20] 相对于现有技术来说， 首先对平面与圆弧面之间的线面接触与定位改进成为平 面与平面之间的面紧密接触， 光学部件之间的固定更牢固， 能够保证光学部件 的对准位置和良好温度稳定性； 其次， 光学部件与基板可无限地靠近， 减小空 间， 再其次， 也避免对光学部件外型有特定要求， 适用范围广。
[21] 附图说明
[22] 下面结合附图对本发明进一步详细说明。
[23] 图 1 A是本发明用于准直器固持在基板上立体示意图。
[24] 图 1B为图 1 A中准直器五维调节示意图。
[25] 图 1C为直角连接件连接固定准直器和基板的剖图。
[26] 图 2是本发明用于反射镜固持在基板上立体示意图。
[27] 图 3A为本方法用于 1x4通道 CWDM模块实施立体图。
[28] 图 3B为 1x4通道 CWDM模块光路示意图
[29] 具体实施方式
[30] 本发明方法能固持准直器、 光纤、 透镜、 棱镜、 反射镜、 分光镜、 激光器、 滤 光片、 波片、 光学晶体或光器件等多种光学部件， 为更具体说明本发明方法，
以光通信器件基础元件准直器固在基板上为例说明发明方法。 图 1A为配合基板 2 03设置的准直器 210与另一光学元件 202调试好后用直角连接件 204固定示意图， 所述的连接件上设置有基准面 2041和连接面 2142， 具体的步骤如下：
[31] a)在所述的光学部件准直器 201上侧面设置有一粘接平面 2012;
[32] b)所述的连接件的基准面 2041与 2042粘接平面垂直设置；
[33] c)调节前将准直器 201上粘接平面 2012置与基板 203平面垂直；
[34] d)五维调节所述的光学部件准直器 201至所需空间位置， 即与另一光学部件 202 光对准， 并保持不变， 此吋， 光学部件的粘接平面 2012与基板平面保持垂直； 在调节光学部件准直器的过程中， 光学部件准直器的粘接平面 2012与基板 203平 面始终保持垂直；
[35] e)保持连接件 204的基准面 2041与基板 203平面贴合的情况下， 滑动连接件 204 至连接件的连接面 2042与光学部件上的粘接平面 2012贴合；
[36] f)将连接面 2042与粘接平面 2012点胶粘接。
[37] 在这过程中， 准直器 201与另一光学元件 202相对位置固定， 无变动； 且无论基 准面与基板平面还是连接面与粘接平面， 因接触部位都为平面， 可靠性高。
[38] 图 1B是图 1A中的准直器五维调节示意图， 即在空间可以有五个自由度可调节 ， 准直器 201调试前， 使得准直器 201的侧平面 2012与基板 203保持垂直， 准直器 20l P能在与基板面垂直的面 γ内进行角度旋转调节， 也能在与基板面平行的面 β 内进行角度旋转调节， 再加上 ΧΥΖ轴的三维方向调节， 构建准直器 201的五维调 节。 准直器不绕自身轴转动调节， 故在准直器 201五维调节中， 侧平面 2012始终 与基板 203保持垂直。
[39] 图 1C为直角连接件连接固定准直器和基板的剖图， 可以看出， 基板 203与直角 连接件 204的面接触非常紧密， 准直器 201的粘接平面 2012与直角连接件 204的连 接面 2042接触也非常紧密。
[40] 图 2为本发明另一种保持双光纤准直器前的反射镜片的位置的固定方法实例示 意图， 具体来说包括配合基板 303设置的准直器 302与反射镜片 301调试好后用直 角连接件 304固定示意图， 所述的连接件上设置有基准面 3041和连接面 3042， 这 个吋候所述的光学部件为反射镜片 301， 与反射镜片配合的准直器 302为双光纤
准直器， 通过调节反射镜片使得其中一光纤发 3021出的光经反射镜之后被反射 回耦合进另一光纤 3022， 能够在空间调节的是光学部件反射镜片 301。
[41] 具体的步骤如下：
[42] a)所述的光学部件反射镜片 301的侧面有一粘接平面 3012;
[43] b)所述的连接件的基准面 3041与粘接平面 3042垂直设置；
[44] c)调节前将反射镜片 301的侧面有一粘接平面 3012置与基板 303平面垂直
[45] d)五维调节所述的光学部件反射镜片 301至所需空间位置， 这吋预先固定于基 板 303上的双光纤准直器 302其中一光纤 3021发出的光经过反射镜 301反射回耦合 进另一光纤 3022输出， 调节到位后保持不变， 此吋， 光学部件反射镜片 301的粘 接平面 3012与基板 303平面保持垂直； 在调节光学部件准直器的过程中， 光学部 件准直器的粘接平面 3012与基板 303平面始终保持垂直；
[46] e)保持连接件的基准面与基板 303平面贴合的情况下， 滑动连接件 304至连接件 的连接面 3042与光学部件上的粘接平面 3012贴合；
[47] f)将连接面 3042与粘接平面 3012点胶粘接。
[48] 对反射镜片 301进行五维精密调节， 调节方法如具体实施例中所示， 反射镜片 3 01与双光纤准直器 302对准后， 直角连接件 304的基准面 3042面与基板 304贴合， 并在基板 304上向反射镜片 301的侧面的粘接平面 3012滑动靠紧， 直角连接件 304 的基准面 3042与基板 304贴紧， 点胶粘接固定， 使反射镜片 301与双光纤准直器 3 02位置固持， 同吋将直角连接件的连接面 3042与反向镜片的侧面 3012点胶固定
[49] 图 3A为本发明方法在自由空间 4通道 CWDM (粗波分复用器） 模块的应用， 公 共准直器 401设置有一侧面作为粘接平面 4012， 按照具体实施例 1所述的方法将 公共准直器固持在基板 404上。 CWDM的滤光片 400a作为光学部件和作为另一光 学部件的准直器 402a与公共准直器 401调节对光。 滤光片 400a保持侧面与基板 403 垂直， 可以进行五维调节， 找准透过滤光片 400a的光中心波长达到准确值； CW DM滤光片 400a和准直器 402a与公共准直器 401对光好后， 通过如具体实施例 2的 方法用连接件 404把滤光片 400a固持在基板 403上； 同样用具体实施例 1中所述方 法把准直器 402a固持在基板 403上。 同上所述方法把 CWDM滤光片 400a~400b及
准直器 402b~402d固持在基板 403上， 组成完整的 4通道 CWDM模块。 在这过程中 ， 滤光片的工作原理如图 3B所示， 公共准直器 401输出的光信号入射到滤光片 40 Oa, 滤光片 400a只能透过特定波长的 λΐ , 经准直器 402a耦合输出； 其他光信号被 发射到第二滤光片 400b， 滤光片 400b只能透过特定波长的 λ2， 经准直器 402b耦 合输出； 同样 λ3、 λ4经过多个 400c、 400d等滤光片的筛选， 经准直器 402c、 402d 耦合输出， 从而透过多个不同波长光信号， 实现波分复用功能。
[50] 或者一个光学部件与另一光学部件之间还可以使用两个或者两个以上的连接件 来进行连接定位、 再点胶固定， 都属于本发明的保护范围。
[51] 与现有技术相比， 通过平面与平面之间的连接来实现光学部件在自由空间中的 固持， 是一种连接可靠、 结构简单的固定方法。
Claims (5)
- 权利要求书1.一种自由空间固持光学部件的方法， 包括基板、 光学部件和把 光学部件连接固定至基板上的连接件， 所述的连接件包括基准面 和连接面， 其特征在于： 包括下述步骤a)在所述的光学部件上设置有一粘接平面；b)在所述的连接件设置基准面和粘接平面；c)调节前将光学部件上粘接平面置与基板平面垂直；d)调节所述的光学部件至所需空间位置， 并保持不变， 此吋， 光 学部件的粘接平面与基板平面保持垂直；e)保持连接件的基准面与基板平面贴合的情况下， 滑动连接件至 连接件的连接面与光学部件上的粘接平面贴合；f)将连接面与粘接平面点胶粘接。
- 2.如权利要求 1所述的自由空间固持光学部件的方法， 其特征在于 ： 连接件可以是长方体状、 正方体状或其他形状， 其基准面和连 接面垂直。
- 3.根据权利要求 1所述的自由空间固持光学部件的方法， 其特征在 于： 所述的光学部件能进行五维调节， 在五维调节过程中光学部 件的粘接平面始终与基板面垂直。
- 4.如权利要求 1至 3任一所述的自由空间固持光学部件的方法， 其 特征在于： 所述的粘接平面为光学部件的预加工平面， 或者光学 部件本身的侧面。
- 5.根据权利要求 1至 3任一所述的自由空间固持光学部件的方法， 其特征在于： 所述的光学部件有一个或者两个以上。
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