[發(fā)明專利]基于低溫釬焊的光學(xué)元件裝配裝置及裝配方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011428316.2
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112305775A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊明;孫桂俠;劉濤;凌菲彤
• 申請（專利權(quán)）人: 核工業(yè)理化工程研究院
• 主分類號: G02B27/62
• 分類號: G02B27/62;B23K1/00;B23K1/20;B23K3/04;B23K3/08
• 代理公司: 天津市宗欣專利商標(biāo)代理有限公司 12103
• 代理人: 馬倩

本發(fā)明公開了一種基于低溫釬焊的光學(xué)元件裝配裝置及裝配方法，裝置包括裝配機(jī)構(gòu)和裝調(diào)機(jī)構(gòu)；裝配機(jī)構(gòu)包括鏡框、加熱片和底板，加熱片與鏡框、底板之間分別通過低溫焊錫和普通焊錫連接；裝調(diào)機(jī)構(gòu)包括光學(xué)平臺、設(shè)置于光學(xué)平臺上的電動平移架和光準(zhǔn)直儀，組合調(diào)整模塊設(shè)置于電動平移架上，電動機(jī)械抓手與組合調(diào)整模塊連接。本發(fā)明降低了單個元件占用光腔內(nèi)部的空間，可以實(shí)現(xiàn)高元件密度的光腔搭建工作，提高裝配的光學(xué)元件密度和穩(wěn)定性；裝配方法過程操作簡單，并通過機(jī)械設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)部分過程的自動化操作，提高裝配工藝的標(biāo)準(zhǔn)化程度，提升裝配效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于裝調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于低溫釬焊的光學(xué)元件裝配裝置及裝配方法。

背景技術(shù)

激光器的諧振腔內(nèi)部是由一系列光學(xué)元件按照嚴(yán)格的位置和角度裝配組成，這些元件的裝配工藝水平會直接影響激光器的性能。對于需要自行搭建激光器光腔的實(shí)驗(yàn)，目前通常是采用傳統(tǒng)的機(jī)械彈簧式光學(xué)鏡架等來實(shí)現(xiàn)光學(xué)元件的調(diào)整和固定，一般元件直接安裝在鏡架的鏡框內(nèi)，然后通過螺紋旋鈕或千分尺旋鈕推動彈簧拉力式的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行姿態(tài)的調(diào)整。這種裝調(diào)方式的優(yōu)點(diǎn)是比較簡單，所需的調(diào)整工具較少。但是這種裝調(diào)方式同樣存在幾點(diǎn)不足之處：

1）光學(xué)鏡架遠(yuǎn)比元件本身體積大，占用光腔空間較多，不利于在有限的光腔空間內(nèi)擺放更多的光學(xué)元件，甚至有時會影響腔內(nèi)光路設(shè)計(jì)；

2）長時間工作條件下，機(jī)械彈簧式的光學(xué)鏡架穩(wěn)定性不高，經(jīng)常需要來回調(diào)整以解決輸出激光波長跑偏的現(xiàn)象；

3）該裝配方式全程由人手動操作，既占用人力，又無法保證太高的裝配精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)而提出的，其目的是提供一種基于低溫釬焊的光學(xué)元件裝配裝置及裝配方法。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種基于低溫釬焊的光學(xué)元件裝配裝置，包括裝配機(jī)構(gòu)和裝調(diào)機(jī)構(gòu)；所述裝配機(jī)構(gòu)包括固定光學(xué)鏡片的鏡框、加熱片和底板，所述加熱片與鏡框、底板之間分別通過低溫焊錫和普通焊錫連接；所述裝調(diào)機(jī)構(gòu)包括光學(xué)平臺、設(shè)置于光學(xué)平臺上的電動平移架和光準(zhǔn)直儀，組合調(diào)整模塊設(shè)置于電動平移架上，電動機(jī)械抓手與組合調(diào)整模塊連接；所述裝配機(jī)構(gòu)放置于光學(xué)平臺上。

在上述技術(shù)方案中，所述鏡框、加熱片和底板表面均設(shè)置鍍金層。

在上述技術(shù)方案中，所述組合調(diào)整模塊包括三維平移臺、旋轉(zhuǎn)臺和弧擺臺。

在上述技術(shù)方案中，所述三維平移臺固定安裝于電動平移架上。

在上述技術(shù)方案中，所述旋轉(zhuǎn)臺安裝于三維平移臺上。

在上述技術(shù)方案中，所述弧擺臺安裝與旋轉(zhuǎn)臺上，且能與旋轉(zhuǎn)臺一起沿旋轉(zhuǎn)臺的中心軸轉(zhuǎn)動。

在上述技術(shù)方案中，所述電動機(jī)械抓手安裝于弧擺臺上并能隨弧擺臺一起在豎直面內(nèi)擺動。

在上述技術(shù)方案中，所述加熱片為PTC陶瓷加熱片。

在上述技術(shù)方案中，所述鏡框和底板均采用殷鋼材質(zhì)。

一種基于低溫釬焊的光學(xué)元件裝配裝置的裝配方法，包括以下步驟：

（ⅰ）將加熱片通過普通焊錫預(yù)先焊接在底座上，并在加熱片上面預(yù)先焊接一定量的低溫焊錫，然后將底座固定在光學(xué)平臺上的待裝配位置附近；

（ⅱ）將光學(xué)元件固定在鏡框內(nèi)；

（ⅲ）通過電動機(jī)械抓手抓取鏡框，驅(qū)動電動平移架將鏡框移動至裝配位置附近；

（ⅳ）通過組合調(diào)整模塊精確調(diào)節(jié)光學(xué)元件位置和姿態(tài)至待裝配狀態(tài)，過程中光準(zhǔn)直儀實(shí)時監(jiān)測光學(xué)元件的偏轉(zhuǎn)角度；