一種微型光學(xué)元件的安裝夾具及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微型光學(xué)元件的安裝夾具及方法，屬于半導(dǎo)體光電子學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體激光器在工業(yè)、醫(yī)療、通訊、軍事等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，并朝高功率、小型化方向發(fā)展。隨著半導(dǎo)體激光器材料生長和制作工藝水平的進(jìn)步，單個管芯的最大輸出功率已經(jīng)達(dá)到12W，但是仍然無法滿足工業(yè)生產(chǎn)對高功率激光的要求，為了得到高功率半導(dǎo)體激光輸出，最通常的方法是將多個管芯發(fā)出的光進(jìn)行合并。由于半導(dǎo)體激光器發(fā)出的光束具有發(fā)散角大、光斑不均勻等特點(diǎn)，需要采用一系列光學(xué)元件來對多個半導(dǎo)體激光束進(jìn)行整形和整合。為了得到小體積的半導(dǎo)體激光器件，要求用于光斑和光束進(jìn)行光學(xué)處理所用的光學(xué)元件體積很小，且光學(xué)元件的位置需要通過精細(xì)調(diào)節(jié)來確定，要求其在安裝時不能占據(jù)太大的空間。現(xiàn)在常用的調(diào)節(jié)方法為使用工裝夾持，將光學(xué)元件用工裝夾住，調(diào)節(jié)完成后用膠或焊錫固定后松開工裝夾持。該方法的缺點(diǎn)是工裝用于夾持光學(xué)元件的部位一般體積較大，否則影響夾持的牢固性，不適合在較小空間內(nèi)對光學(xué)元件進(jìn)行調(diào)節(jié)；另外，對于體積較小的光學(xué)元件，工裝夾持的可靠性和穩(wěn)定性難以保證，影響調(diào)節(jié)的效率和效果。
[0003]中文專利文獻(xiàn)CN201535835 U公開了一種光學(xué)元件的調(diào)節(jié)固定結(jié)構(gòu)，該實(shí)用新型的方法是將需要調(diào)整和固定的光學(xué)元件安裝在一個筒或桿上，在激光器或激光設(shè)備底座上安裝一個支座，支座上有一個在上方開口的水平筒。裝有光學(xué)元件的輔助筒或桿可以插入支座上的開口筒內(nèi)，使用工裝夾持，可以方便地對光學(xué)元件進(jìn)行位置和角度調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)完畢后將焊料從開口筒的上方開口注入，把光學(xué)元件牢固地焊接固定在支座上。該方法的不足之處在于只能用來調(diào)節(jié)體積較大的光學(xué)元件，且無法在空間較小的封裝器件內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0004]中文專利文獻(xiàn)CN103844596 A公開了一種可調(diào)節(jié)固定架，該發(fā)明涉及一種不僅調(diào)節(jié)夾持大小，而且可以伸縮的固定架。在板面上固定一組帶有折疊軸的支架，用來調(diào)節(jié)固定架的高度。將夾持物體的部分換成旋轉(zhuǎn)鈕，通過此旋轉(zhuǎn)鈕來改變夾持范圍，使其適應(yīng)所夾物體的大小。該方法的不足之處在于夾持物體的部分體積較大，無法在小空間內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，且對于體積較小的光學(xué)元件，其夾持穩(wěn)定性難以保證。
[0005]中國專利文獻(xiàn)CN104191393A公開了一種固定光學(xué)元件的夾具，包括第一環(huán)體、第二環(huán)體，其中第一環(huán)體為內(nèi)側(cè)開口的空腔結(jié)構(gòu)，第二環(huán)體轉(zhuǎn)動設(shè)置在第一環(huán)體的空腔結(jié)構(gòu)中；還包括一處固定在第一環(huán)體上、另一處固定在第二環(huán)體上的至少三個夾具;其中夾具的兩處分別開設(shè)有樞接孔，夾具通過樞接孔樞設(shè)于第一環(huán)體和第二環(huán)體上。在本發(fā)明中，夾具通過樞接孔安裝在第一環(huán)體和第二環(huán)體上，通過轉(zhuǎn)動第一環(huán)體和第二環(huán)體即可調(diào)整夾具之間的相對距離，從而使得夾具可夾持不同大小和形狀的光學(xué)元件。但是，本專利設(shè)計(jì)的夾具用途是為了固定光學(xué)元件以便于測量光學(xué)元件的光學(xué)性質(zhì)，僅對其夾持特性有要求，而半導(dǎo)體激光器封裝殼體較小，光學(xué)元件夾持于該夾具的中間，體積較大，無法在空間較小的封裝器件內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種微型光學(xué)元件的安裝夾具。
[0007]本發(fā)明還提供了一種利用上述安裝夾具對微型光學(xué)元件進(jìn)行安裝的方法。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0009]—種微型光學(xué)元件的安裝夾具，包括:
[0010]框架，所述框架的上、下部均設(shè)有軸向滑動路徑；
[0011]第一導(dǎo)管，所述第一導(dǎo)管豎直固定設(shè)置在所述框架內(nèi)右部；
[0012]推動結(jié)構(gòu)，所述推動結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述框架的左部；以及
[0013]第二導(dǎo)管，所述第二導(dǎo)管豎直活動設(shè)置在所述軸向滑動路徑上，所述第二導(dǎo)管位于所述推動結(jié)構(gòu)與所述第一導(dǎo)管之間；
[0014]在所述推動結(jié)構(gòu)的作用下，使得所述第二導(dǎo)管沿所述軸向滑動路徑移動；
[0015]所述第一導(dǎo)管的兩端的導(dǎo)管口均延伸至所述框架外，所述第一導(dǎo)管內(nèi)設(shè)有第一光纖且第一光纖的兩端延伸出所述第一導(dǎo)管的兩端的導(dǎo)管口；
[0016]所述第二導(dǎo)管的兩端的導(dǎo)管口均延伸至所述框架外，所述第二導(dǎo)管內(nèi)設(shè)有第二光纖且第二光纖的兩端延伸出所述第二導(dǎo)管的兩端的導(dǎo)管口。
[0017]使用時，將微型光學(xué)元件的一端與第一光纖的一端粘接，在推動結(jié)構(gòu)的作用下，使所述第二導(dǎo)管沿所述軸向滑動路徑移動，直至第二光纖的一端接觸到微型光學(xué)元件的另一端，并進(jìn)行固定。
[0018]此處設(shè)計(jì)的優(yōu)勢在于，該發(fā)明采用光纖粘接的方法對微型光學(xué)元件進(jìn)行夾持，不會額外增加微型光學(xué)元件的體積，有利于在小空間內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0019]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述第一光纖及所述第二光纖的直徑的取值范圍均為ΙΟμπι-1OOOum0
[0020]所述第一光纖及所述第二光纖需要用丙酮浸泡或燃燒的方法去除涂覆層。
[0021]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述第一導(dǎo)管及所述第二導(dǎo)管均為中空結(jié)構(gòu)的圓柱體或長方體，所述第一光纖與所述第一導(dǎo)管的兩端的導(dǎo)管口通過膠水固定連接，所述第二光纖與所述第二導(dǎo)管的兩端的導(dǎo)管口通過膠水固定連接。
[0022]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述推動結(jié)構(gòu)包括:旋轉(zhuǎn)部件、第一彈性部件、第二彈性部件、固定片，所述固定片設(shè)置在所述第二導(dǎo)管上，所述框架內(nèi)左上部與所述固定片上部之間設(shè)有第一彈性部件，所述框架內(nèi)左下部與所述固定片下部之間設(shè)有第二彈性部件，所述旋轉(zhuǎn)部件穿過所述框架左部延伸至與所述固定片接觸。
[0023]此處設(shè)計(jì)的優(yōu)勢在于，在第一彈性部件、第二彈性部件的拉力作用下，所述第一導(dǎo)管及所述第二導(dǎo)管的間距隨著旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)改變，實(shí)現(xiàn)對不同尺寸微型元件的夾持。
[0024]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述第一彈性部件及所述第二彈性部件均為彈簧，所述旋轉(zhuǎn)部件為螺釘。
[0025]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述第一導(dǎo)管通過導(dǎo)孔穿過所述框架，所述第二導(dǎo)管通過導(dǎo)孔穿過所述框架。
[0026]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述軸向滑動路徑為軸向?qū)к?，所述框架的上部還設(shè)有固定孔。
[0027]固定孔用于將安裝夾具固定在多維調(diào)節(jié)架上，便于對微型光學(xué)元件的位置角度等進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0028]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述框架為金屬材料，所述第一導(dǎo)管及所述第二導(dǎo)管均為金屬材料或玻璃材料，所述固定片為金屬材料、陶瓷材料、玻璃材料、石英材料中的任一種。
[0029]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述第一導(dǎo)管與所述框架、所述第二導(dǎo)管與所述框架、所述固定片與所述第二導(dǎo)管均為一體式焊接安裝結(jié)構(gòu)。
[0030]—種利用上述安裝夾具對微型光學(xué)元件進(jìn)行安裝的方法，具體步驟包括:
[0031](I)根據(jù)微型光學(xué)元件形狀調(diào)節(jié)所述第一光纖及第二光纖的長度，并用膠水將其與所述第一導(dǎo)管及所述第二導(dǎo)管的導(dǎo)管口固定連接；
[0032](2)將微型光學(xué)元件的一端與第一光纖的一端通過紫外膠粘接；
[0033](3)在推動結(jié)構(gòu)的作用下，使所述第二導(dǎo)管沿所述軸向滑動路徑移動，直至第二光纖的一端接觸到微型光學(xué)元件的另一端，并通過紫外膠粘接；
[0034](4)將粘接完微型光學(xué)元件的安裝夾具用螺釘固定在調(diào)節(jié)架上，先粗調(diào)微型光學(xué)元件在激光器中的位置，再用調(diào)節(jié)架進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)到位后，用紫外膠將微型光學(xué)元件固定，將所述第一光纖及所述第二光纖切斷，完成微型光學(xué)元件的精細(xì)調(diào)節(jié)。
[0035]本發(fā)明的有益效果:
[0036]1、本發(fā)明采用光纖粘接的方法對微型光學(xué)元件進(jìn)行夾持，不會額外增加微型光學(xué)元件的體積，有利于在小空間內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0037]2、本發(fā)明通過紫外膠粘接，比工裝夾持更牢固，穩(wěn)定性高，調(diào)節(jié)完成后，直接將第一光纖及第二光纖切斷，移除安裝夾具，操作方便、靈活。
[0038]3、本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、使用方便。
【附圖說明】
[0039]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖2為本發(fā)明的應(yīng)用不意圖；
[0041]圖3為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]其中，1、框架，2、第一導(dǎo)管，3、第二導(dǎo)管，4、第一光纖，5、第二光纖，6、固定片，7、螺釘，8、彈簧，9、固定孔，10、微型光學(xué)元件，11、軸向滑動路徑。
【具體實(shí)施方式】
[0043]下面結(jié)合說明書附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步限定，但不限于此。
[0044]實(shí)施例1
[0045]—種微型光學(xué)元件的安裝夾具，包括:
[0046]框架I，所述框架I的上、下部均設(shè)有軸向滑動路徑11;
[0047]第一導(dǎo)管2，所述第一導(dǎo)管2豎直固定設(shè)置在所述框架I內(nèi)右部；
[0048]推動結(jié)構(gòu)，所述推動結(jié)構(gòu)設(shè)置在所