[發明專利]光學對準系統和方法

無效

• 申請號: 200680039694.3
• 申請日: 2006-10-17
• 公開（公告）號: CN101297225A
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發明（設計）人: 安德里亞斯·羅斯;京德爾·赫爾;凱爾·約翰斯通
• 申請（專利權）人: 恩迪尼國際有限公司
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42;G02B6/32
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 王安武

技術領域

本發明意在用作一種用于將一組部件對準并將其保持在對準狀態下的機構。具體地，本發明意在提供一種用于將至少兩個光學部件的軸線對準(諸如在光學纖維和激光二極管、兩個光學纖維等之間的穩定對準)的方法。

背景技術

通常將光學纖維與激光二極管對準的方法涉及具有尺寸加大的孔的單個基部單元，該孔在一側接收激光二極管，在另一側接收纖維光學套圈。經常使用諸如夾持、膠合、焊接等的方法將纖維套圈附著到基部。通過在尺寸加大的孔中四處移動激光二極管，通常伴隨XY掃描運動，直到已經滿足適合的對準條件，來實現對準。然后使用諸如膠合、焊接、激光焊接等技術將激光二極管附著在適合的位置中。

在其它的改動中，通過首先將激光二極管附著在適合的位置中，改變纖維的位置，直到獲得適合的對準來實現對準。可以使用各種套管來輔助支撐纖維，并提供增大的表面積以輔助接合/附著步驟。在一些應用中，使用微定位設備將裸纖維與裸激光二極管管心(diode?die)對準，然后用激光使焊料滴熔化，然后使其冷卻和硬化，以試圖在精確的對準狀態下捕獲纖維。

大多數傳統的技術是永久性的，意思是將其拆卸的努力可以會對一些部件造成永久性的損害。它們還可能要求昂貴的高精度定位設備和工具以進行對準。最后，盡管許多傳統的技術可以產生良好對準的組件，它們經常由于焊接或者接合部件的有限的物理重疊而強度有限。普遍使用粘合劑將部件一起接合在對準的組件中。然而，在固化過程中，排氣現象會損害部件，并且固化時許多粘合劑收縮，對高精度對準造成潛在的毀壞。粘合劑還具有許多潛在的耐久性問題。濕度和溫度的影響會造成隆起、強度的蠕變或者損失，造成接合失效或者對準失敗。使用焊接作為接合方法避免了粘合劑的一些問題，但是會造成危險地加熱部件，要求復雜和有時冗長的程序以避免造成損害。焊接與諸如單模纖維對準的很高精度的應用不很兼容，因為焊接處理的加熱會引起物理偏差足以毀壞精確的對準。在接合中使用的焊接技術避免了粘合劑的一些問題，但是也有熔化的焊料冷卻和固化所需的時間比較長的缺陷。在焊料冷卻處理過程中高精度對準會漂移或者偏移。

發明內容

本發明克服以上所述的傳統的對準技術的缺點。本發明具有與諸如螺釘的物理夾持技術組裝以允許穩定組件但是還能為了重裝。測試或者升級而拆卸的獨特能力。它一般不要求昂貴的高精度的定位設備和工具來進行對準過程。本發明不要求焊接或者接合的部件的有限的物理重疊和其相關的問題。相反，本發明提供機械夾持選擇以及提供足以遠離關鍵對準結構以允許焊接的有用的接合位置以被用來在無需毀壞部件對準的情況下制成永久的組件。機械的剛性和部件中大量的物理重疊允許焊料在沒有機械漂移的情況下冷卻并形成堅固的物理組件。

本發明是對準系統，其包括：基部，具有接收第一光學元件的特征；以及第一偏心元件，其具有接收偏心組件的通孔，所述偏心組件包括第二偏心元件，所述第二偏心元件包括第二光學元件并經由第二安裝裝置安裝到所述第二光學元件；其中，所述第一偏心元件經由第一安裝裝置與所述基部配合，并且通過相對于所述基部旋轉調節所述偏心元件中至少一者來實現所述第一光學元件的光學軸線和所述第二光學元件的光學軸線之間的軸向對準。

本發明還是一種對準系統，其包括：基部，其具有接收第一光學元件的第一通孔；第一偏心元件，其具有接收偏心組件的第二通孔，偏心組件包括具有第三通孔的第二偏心元件，所述第三通孔接收第二光學元件，第二偏心元件經由第二安裝裝置安裝到第二光學元件，其中，第一偏心元件經由第一安裝裝置與基部配合，并且通過相對于基部旋轉地調節偏心元件中至少一者來實現第一光學元件的光學軸線和第二光學元件的光學軸線之間的軸向對準。

一旦系統的部件對準，則系統100提供將所有部件剛性地鎖定在它們對準位置處能力，從而形成長期穩定和剛性的組件。當涉及激光二極管對纖維光學元件對準時，組件的類型通常在商業上稱為帶尾組件。此鎖定能力通過將第一安裝裝置向下緊固或者夾持到基部來提供。夾持動作還使第一偏心元件中的特征可靠地與第二偏心元件中的特征配合，以允許所有部件緊固在適合的位置處。

本發明的目的是以亞微米的精度將各組物體對準。然而，本發明可以不要求亞微米金屬來對準各組物體。

本發明的另一目的是提供即使當伴隨有物理沖擊和粗暴處理時部件之間的物理牢固的對準。

本發明的另一目的是提供一種可以在大范圍的環境條件下，尤其是在溫度范圍下得到維持的穩定的對準。

本發明的另一目的是減小對準所需的時間。

本發明的另一目的是使用降檔和容易獲得的工具(例如，裸手指、扳手等)允許操作者調節對準。