[發(fā)明專利]用于BOX光器件的波分組件與激光器組件耦合焊接設備

有效

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• 申請日: 2020-02-21
• 公開（公告）號: CN111266734B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發(fā)明（設計）人: 段吉安;盧勝強;唐佳;徐聰
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B23K26/21
• 分類號: B23K26/21;B23K26/08;B23K26/70
• 代理公司: 長沙軒榮專利代理有限公司 43235
• 代理人: 張勇

本發(fā)明提供了一種用于BOX光器件的波分組件與激光器組件耦合焊接設備，包括夾持波分組件的上夾具、夾持激光器組件的下夾具和焊接裝置，下夾具和上夾具分別設置在下夾具運動平臺和上夾具運動平臺上，下夾具運動平臺和上夾具運動平臺配合，完成波分組件與激光器組件的耦合過程；上夾具包括夾具支撐座、設置在夾具支撐座上的控制氣缸，設置在控制氣缸活塞桿端部的上夾頭和設置在上夾頭兩側的固定塊，固定塊的頂端與夾具支撐座固定連接，底端內側成型有外楔形面，上夾頭的兩側對應設置內楔形面。本發(fā)明能完成盒型激光器組件與波分組件的耦合焊接封裝過程，采用了多通道的光功率耦合與均衡，提升了器件耦合的精度和封裝質量。

技術領域

本發(fā)明涉及光器件自動耦合封裝技術領域，特別涉及一種用于BOX光器件的波分組件與激光器組件耦合焊接設備。

背景技術

隨著光纖通信和光纖傳感技術的發(fā)展，光器件的制備成為了光信息技術進步的關鍵。在高速光通信產品中，盒型激光器組件是常用的有源發(fā)光器件，通常與多通道盒型光接收器、波分組件等接收器件組合封裝，實現(xiàn)光電轉換和傳輸?shù)墓δ堋０l(fā)光器件需要和光接收器、波分組件等元件耦合對準、激光焊接為整體光器件后使用，而如何提高光器件的性能、質量以及降低成本，是當前工業(yè)上封裝制造的關鍵問題，其核心技術在于元件的耦合對準與焊接，制造成本也主要集中在此。

現(xiàn)有技術中，通過光器件的耦合焊接設備進行耦合對準與焊接，基本擺脫了先前依靠手工操作方式帶來的產品質量不穩(wěn)定、合格率低以及生產效率低的問題。然而對于高速光器件，由于其耦合精度要求嚴格，目前的設備中少有能準確定位盒型器件、且操作過程簡單有效的夾具結構，導致設備的耦合精度難以達到高速光器件的要求，封裝后光器件的光功率難以進一步提升，最終影響封裝質量。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種用于BOX光器件的波分組件與激光器組件耦合焊接設備，具有能準確夾持定位盒型激光器組件的夾具，以提升夾持定位精度，從而提高耦合精度和封裝質量。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種用于BOX光器件的波分組件與激光器組件耦合焊接設備，包括夾持波分組件的上夾具、夾持激光器組件的下夾具和進行激光焊接的多組焊接裝置，所述下夾具和所述上夾具分別設置在下夾具運動平臺和上夾具運動平臺上，所述下夾具運動平臺和所述上夾具運動平臺配合，完成所述波分組件與所述激光器組件的耦合過程；所述上夾具包括夾具支撐座、設置在所述夾具支撐座上的控制氣缸，設置在所述控制氣缸活塞桿端部的上夾頭和設置在所述上夾頭兩側的固定塊，所述固定塊的頂端與所述夾具支撐座固定連接，底端內側成型有外楔形面，所述上夾頭的兩側對應設置內楔形面，所述控制氣缸控制所述上夾頭位移，通過外楔形面和內楔形面配合切換上夾頭的松開和夾緊狀態(tài)。

進一步地，所述上夾頭包括與所述控制氣缸活塞桿固定連接的夾頭安裝塊、豎直設置在所述夾頭安裝塊底端的兩夾頭臂和設置在每個夾頭臂底端的夾緊塊，所述夾頭安裝塊、所述夾頭臂和所述夾緊塊一體設置，所述夾緊塊的外側壁成型為所述內楔形面，與所述外楔形面相配合，所述夾緊塊的內側壁成型為豎直平面，與盒型的波分組件外側壁相對應。

進一步地，所述夾頭安裝塊內設置有光纖轉接模塊，用于連接所述波分組件的光纖，將所述波分組件采集的光信號進行轉接。

進一步地，所述上夾具運動平臺包括Z軸位移滑臺，所述上夾具固定設置在所述Z軸位移滑臺上，具有沿Z軸的平移自由度；所述下夾具運動平臺包括從下往上依次設置的X軸運動平臺、Y軸運動平臺和繞Z軸旋轉平臺，所述下夾具固定設置在所述繞Z軸旋轉平臺上，具有沿X軸、Y軸的平移自由度和繞Z軸的旋轉自由度。

進一步地，所述焊接裝置包括激光焊槍出射頭，所述激光焊槍出射頭轉動設置在焊槍安裝板上，可調整激光出射角度，所述焊槍安裝板設置在三軸運動平臺上，具有沿X軸、Y軸和Z軸的平移自由度，所述激光焊槍出射頭上設置有CCD相機。