一種自由空間光學(xué)組件的雙基片固定裝置及其方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種自由空間光學(xué)組件的雙基片固定裝置及其方法，包括第一基片和第二基片，所述兩個(gè)基片之間設(shè)置有至少一個(gè)反射鏡和至少一個(gè)準(zhǔn)直器，以使準(zhǔn)直器輸入光經(jīng)反射鏡反射后以最小插損值從準(zhǔn)直器輸出，所述反射鏡的上下兩端面分別與兩個(gè)基片緊密貼合，所述準(zhǔn)直器底部和頂部的兩側(cè)均分別設(shè)置有墊片，所述位于底部的墊片側(cè)面與準(zhǔn)直器側(cè)壁緊密貼合，其底面與第一基片緊密貼合；所述位于頂部的墊片的側(cè)面與準(zhǔn)直器側(cè)壁緊密貼合，其底面與第二基片緊密貼合。本發(fā)明結(jié)構(gòu)對(duì)稱，穩(wěn)定性高，確保各光學(xué)組件在自由空間的自由度，定位精準(zhǔn)及很好的產(chǎn)品溫度性能。
【專利說(shuō)明】-種自由空間光學(xué)組件的雙基片固定裝置及其方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光纖通訊【技術(shù)領(lǐng)域】，主要應(yīng)用于光通訊器件及模塊的制作，尤其涉及 光纖通訊【技術(shù)領(lǐng)域】的一種自由空間光學(xué)組件的雙基片固定裝置及其方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，光纖通信系統(tǒng)飛速發(fā)展，廣泛應(yīng)用于通信系統(tǒng)中的各個(gè)行業(yè)，而光學(xué)器 件、光模塊、激光器等作為光纖通信系統(tǒng)的重要組成部分，市場(chǎng)需求量日益增加。隨著光纖 網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用越來(lái)越普及，尤其是光纖到戶（FTTH)及光纖有線電視（CATV)的普及應(yīng)用，對(duì)系 統(tǒng)成本、體積提出更高要求。提高產(chǎn)品質(zhì)量、穩(wěn)定性、生產(chǎn)效率、減小產(chǎn)品體積及降低產(chǎn)品成 本成為目前重要的任務(wù)。
[0003] 目前自由空間光學(xué)器件的產(chǎn)品大大的減小了產(chǎn)品的體積及生產(chǎn)成本，生產(chǎn)效率也 有所提高。但是目前這種單基片固定光學(xué)元件的光學(xué)器件產(chǎn)品，穩(wěn)定性能不是很好，高低溫 時(shí)產(chǎn)品形變稍大，產(chǎn)品溫度穩(wěn)定性能不是很好。如圖1所示的為目前單基片固定光學(xué)元件 的方式，圖1所示的為最簡(jiǎn)反射式示意圖，包括基片11、準(zhǔn)直器21、反射鏡31、墊片41和墊 片42。將反射鏡31固定在基片11上，然后調(diào)試準(zhǔn)直器21，準(zhǔn)直器21輸入光經(jīng)反射鏡31 反射后由準(zhǔn)直器21輸出，調(diào)到插損最小值時(shí)將準(zhǔn)直器21固定，將墊片41和墊片42塞入準(zhǔn) 直器21和基片11之間，讓墊片41和42的側(cè)面與準(zhǔn)直器21緊密配合，墊片41和42的底 面與基片11緊密配合，將準(zhǔn)直器21固定在基片11上。
[0004] 這種單基片固定光學(xué)元件的光學(xué)器件產(chǎn)品，由于結(jié)構(gòu)上下不對(duì)稱，所用的光學(xué)元 件以及膠的熱膨脹系數(shù)不可能完全一致，在高低溫時(shí)，如圖2所示，會(huì)發(fā)生A形變或者B形 變。因此，目前這種單基片固定光學(xué)元件的方式，溫度穩(wěn)定性能不是很好。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題做出改進(jìn)，即本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是 提供一種自由空間光學(xué)組件的雙基片固定裝置及其方法，結(jié)構(gòu)對(duì)稱，穩(wěn)定性高，確保各光學(xué) 組件在自由空間的自由度，定位精準(zhǔn)及很好的產(chǎn)品溫度性能。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的一種技術(shù)方案是：一種自由空間光學(xué)組件的雙 基片固定裝置，包括第一基片和第二基片，所述第一基片上設(shè)置有至少一個(gè)反射鏡，所述第 一基片上還設(shè)置有至少一個(gè)準(zhǔn)直器，以使準(zhǔn)直器輸入光經(jīng)反射鏡反射后以最小插損值從準(zhǔn) 直器輸出，所述準(zhǔn)直器底部和頂部的兩側(cè)均分別設(shè)置有墊片，所述位于底部的墊片側(cè)面與 準(zhǔn)直器側(cè)壁緊密貼合，其底面與第一基片緊密貼合；所述位于頂部的墊片的側(cè)面與準(zhǔn)直器 側(cè)壁緊密貼合，其底面與第二基片緊密貼合。
[0007] 進(jìn)一步的，所述所有墊片的接觸面上均涂有雙固化粘合劑，并用緊外光源固化或 熱固化，以使準(zhǔn)直器被穩(wěn)定的固定在兩個(gè)基片內(nèi)，所述反射鏡的接觸面也采用雙固化粘合 劑固定在兩個(gè)基片內(nèi)。
[0008] 進(jìn)一步的，所述準(zhǔn)直器為單光纖準(zhǔn)直器、雙光纖準(zhǔn)直器或多光纖準(zhǔn)直器。
[0009] 進(jìn)一步的，所述反射鏡為濾光片、透光片或標(biāo)準(zhǔn)具。
[0010] 進(jìn)一步的，所述基片、準(zhǔn)直器、反射鏡和墊片均采用玻璃材料或其他低膨脹率材 料。
[0011] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的另一種技術(shù)方案是：一種自由空間光學(xué)組件的 雙基片固定方法，該方法采用如上述的裝置，按以下步驟進(jìn)行： (1) 將反射鏡用雙固化粘合劑固定在兩個(gè)基片內(nèi)，然后調(diào)試準(zhǔn)直器，使準(zhǔn)直器輸入光經(jīng) 反射鏡反射后由準(zhǔn)直器輸出，調(diào)到插損最小值時(shí)將準(zhǔn)直器固定； (2) 將兩塊墊片塞入準(zhǔn)直器和第一基片之間，讓墊片的側(cè)面與準(zhǔn)直器緊密配合，墊片的 底面與第一基片緊密配合，在墊片的接觸面上涂上雙固化粘合劑，用緊外光源固化，進(jìn)而將 準(zhǔn)直器固定在第一基片上； (3) 然后再將第二基片蓋在反射鏡和準(zhǔn)直器上，兩塊墊片塞入準(zhǔn)直器和第二基片之間， 讓墊片的側(cè)面與準(zhǔn)直器緊密配合，墊片的底面與第二基片緊密配合，在墊片的接觸面上涂 上雙固化粘合劑，用緊外光源固化，進(jìn)而將準(zhǔn)直器固定在第二基片上。
[0012] 進(jìn)一步的，所述準(zhǔn)直器為單光纖準(zhǔn)直器、雙光纖準(zhǔn)直器或多光纖準(zhǔn)直器。
[0013] 進(jìn)一步的，所述反射鏡為濾光片、透光片或標(biāo)準(zhǔn)具。
[0014] 進(jìn)一步的，所述基片、準(zhǔn)直器、反射鏡和墊片均采用玻璃材料或其他低膨脹率材 料。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：本裝置結(jié)構(gòu)對(duì)稱，穩(wěn)定性高，確保各 光學(xué)組件在自由空間的自由度，定位精準(zhǔn)及很好的產(chǎn)品溫度性能： 1. 基片、準(zhǔn)直器、反射鏡和墊片等光學(xué)元件均采用玻璃材料或其他低膨脹率材料，抗 變形性能好； 2. 用雙基片的方式來(lái)固定光學(xué)元件，使光學(xué)元件在宏觀上構(gòu)成上下對(duì)稱結(jié)構(gòu)，形變互 相抵消，溫度穩(wěn)定性高； 3. 采用這種雙基片的固定方式，產(chǎn)品整體結(jié)構(gòu)位置形變量很小，可以達(dá)到nm(納米)級(jí) 另IJ，角度形變量可以達(dá)到〇. 01角度秒； 4. 準(zhǔn)直器可以是單光纖準(zhǔn)直器、雙光纖準(zhǔn)直器或多光纖準(zhǔn)直器，適用范圍大； 5. 準(zhǔn)直器與基片之間的固定也可以用其他形狀的墊片，只要一個(gè)側(cè)面能與準(zhǔn)直器緊密 配合，底面能與基片緊密配合； 6. 具體的光路，對(duì)于反射光路，透射光路，反射透射組合光路，都是簡(jiǎn)單適用的。
[0016] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1為現(xiàn)有的一種自由空間光學(xué)組件的單基片固定裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖2為現(xiàn)有的單基片固定光學(xué)組件的光學(xué)器件高低溫形變示意圖。
[0019] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例一的一種雙基片固定裝置立體示意圖。
[0020] 圖4為采用圖3中裝置的光學(xué)器件高低溫形變示意圖。
[0021] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例_的另一種雙基片固定裝置立體不意圖。
[0022] 圖6為一種單基片固定光學(xué)組件的邁克爾遜干涉儀立體圖。
[0023] 圖7為采用本發(fā)明裝置的一種雙基片固定光學(xué)組件的邁克爾遜干涉儀立體圖。
[0024] 圖中：11-第一基片，12-第二基片，21-準(zhǔn)直器，22-第二準(zhǔn)直器，31-反射鏡， 32-第二反射鏡,41-第一墊片,42-第二墊片,43-第三墊片,44-第四墊片,45-第五墊片， 46-第六墊片，47-第七墊片，48-第八墊片，51-濾波片，61-分光器，A、B、A1、A2、B1、B2-| 學(xué)器件高低溫形變。

【具體實(shí)施方式】
[0025] 實(shí)施例一：如圖3所示，為本發(fā)明的一種自由空間光學(xué)組件的雙基片固定方式立 體不意圖(準(zhǔn)直器反射型)，包括第一基片11、第二基片12、準(zhǔn)直器21、反射鏡31、第一墊片 41、第二墊片42、第三墊片43、第四墊片44。先將反射鏡31用雙固化粘合劑固定在第一基 片11上，然后調(diào)試準(zhǔn)直器21，準(zhǔn)直器21輸入光經(jīng)反射鏡31反射后由準(zhǔn)直器21輸出，調(diào)到 插損最小值時(shí)將準(zhǔn)直器21固定，將第一墊片41和第二墊片42塞入準(zhǔn)直器21和第一基片 11之間，讓第一墊片41和第二墊片42的側(cè)面與準(zhǔn)直器緊密配合，第一墊片41和第二墊片 42的底面與第一基片11緊密配合，在接觸面上涂上雙固化粘合劑，用緊外光源固化，進(jìn)而 將準(zhǔn)直器21固定在第一基片11上。然后再將第二基片12蓋在反射鏡31和準(zhǔn)直器21上， 準(zhǔn)直器21和第二基片12之間用第三墊片43和第四墊片44來(lái)固定。光學(xué)元件與基片，光 學(xué)元件與光學(xué)元件之間的固定都是用雙固化粘合劑(紫外固化/熱固化)，用紫外光源固化。
[0026] 如圖4所示，是本發(fā)明的雙基片固定光學(xué)組件的光學(xué)器件高低溫形變示意圖。當(dāng) 高低溫時(shí)，光學(xué)器件會(huì)發(fā)生形變，當(dāng)有上下兩片基片時(shí)，A1形變和A2形變相互抵消或者B1 形變和B2形變相互抵消，因此整個(gè)光學(xué)器件就只有很小的nm級(jí)別的形變，因此具有很好溫 度穩(wěn)定性能。
[0027] 實(shí)施例二：如圖5所示，是本發(fā)明的另一種自由空間光學(xué)組件的雙基片固定方式 立體示意圖(準(zhǔn)直器透射型)，包括第一基片11、第二基片12、準(zhǔn)直器21、第二準(zhǔn)直器22、濾 波片51、第一墊片41、第二墊片42、第三墊片43、第四墊片44、第五墊片45、第六墊片46、 第七墊片47、第八墊片48。先將濾波片51按預(yù)定位置用雙固化粘合劑固定在第一基片11 上，然后雙調(diào)準(zhǔn)直器21和第二準(zhǔn)直器22,輸入光經(jīng)濾波片51透射后由第二準(zhǔn)直器22接收 輸出，調(diào)到插損最小值時(shí)將準(zhǔn)直器21和第二準(zhǔn)直器22固定。將第一墊片41和第二墊片42 塞入準(zhǔn)直器21和第一基片11之間，讓第一墊片41和第二墊片42的側(cè)面與準(zhǔn)直器緊密配 合，第一墊片41和第二墊片42的底面與第一基片11緊密配合，在接觸面上涂上雙固化粘 合劑，用紫外光源固化，因此將準(zhǔn)直器21固定在第一基片11上；將第五墊片45和第六墊片 46塞入第二準(zhǔn)直器22和第一基片11之間，讓第五墊片45和第六墊片46的側(cè)面與準(zhǔn)直器 緊密配合，第五墊片45和第六墊片46的底面與第一基片11緊密配合，在接觸面上涂上雙 固化粘合劑，用紫外光源固化，因此將第二準(zhǔn)直器22固定在第一基片11上。然后再將第二 基片12蓋在濾波片51、準(zhǔn)直器21和第二準(zhǔn)直器22上，準(zhǔn)直器21和第二基片12之間用 第三墊片43和第四墊片44來(lái)固定，第二準(zhǔn)直器22和第二基片12之間用第七墊片47和第 八墊片48來(lái)固定。光學(xué)元件與基片，光學(xué)元件與光學(xué)元件之間的固定都是用雙固化粘合劑 (紫外固化/熱固化)，用紫外光源固化。
[0028] 實(shí)施例三：如圖6所示，是一種單基片固定光學(xué)組件的邁克爾遜干涉儀立體圖。邁 克耳遜干涉儀的原理是一束入射光分為兩束后各自被對(duì)應(yīng)的平面鏡反射回來(lái)，這兩束光從 而能夠發(fā)生干涉。干涉中兩束光的不同光程可以通過(guò)調(diào)節(jié)干涉臂長(zhǎng)度以及改變介質(zhì)的折射 率來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而能夠形成不同的干涉圖樣。圖6所示的單基片固定光學(xué)元件的邁克爾遜干 涉儀包括第一基片11、準(zhǔn)直器21、第二準(zhǔn)直器22、反射鏡31、第二反射鏡32、分光片61、第 一墊片41、第二墊片42、第五墊片45、第六墊片46。準(zhǔn)直器21的輸入光經(jīng)分光片61后分 為兩束光，其中一束光被反射鏡31反射回來(lái)，另一束光被第二反射鏡32反射回來(lái)。反射回 的兩束光再經(jīng)過(guò)分光片61時(shí)又被分為兩束光，從而發(fā)生干涉，干涉輸出的兩束光一束由準(zhǔn) 直器21接收輸出，另一束光由第二準(zhǔn)直器22接收輸出。準(zhǔn)直器21由第一墊片41和第二 墊片42固定在第一基片11上，第二準(zhǔn)直器22由第五墊片45和第六墊片46固定在第一基 片11上。輸入光也可以從第二準(zhǔn)直器22輸入。
[0029] 如圖7所示，是采用本發(fā)明裝置的雙基片固定方式在邁克爾遜干涉儀中應(yīng)用的立 體圖。包括第一基片11、第二基片12、準(zhǔn)直器21、第二準(zhǔn)直器22、反射鏡31、第二反射鏡 32、分光器61、第一墊片41、第二墊片42、第三墊片43、第四墊片44、第五墊片45、第六墊片 46、第七墊片47、第八墊片48。在圖6所示的單基片固定光學(xué)元件的邁克爾遜干涉儀的基 礎(chǔ)上，再蓋上第二基片12,第三墊片43和第四墊片44將準(zhǔn)直器21與第二基片12固定，第 七墊片47和第八墊片48將第二準(zhǔn)直器22與第二基片12固定。
[0030] 其中反射鏡31和第二反射鏡32也可以是標(biāo)準(zhǔn)具，在這種情況下，再滿足兩個(gè)干涉 臂長(zhǎng)度的一些特定條件，構(gòu)成一個(gè)典型的梳狀濾波器。
[0031] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與 修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種自由空間光學(xué)組件的雙基片固定裝置，其特征在于：包括第一基片和第二基 片，所述兩個(gè)基片之間設(shè)置有至少一個(gè)反射鏡和至少一個(gè)準(zhǔn)直器，以使準(zhǔn)直器輸入光經(jīng)反 射鏡反射后以最小插損值從準(zhǔn)直器輸出，所述反射鏡的上下兩端面分別與兩個(gè)基片緊密貼 合，所述準(zhǔn)直器底部和頂部的兩側(cè)均分別設(shè)置有墊片，所述位于底部的墊片側(cè)面與準(zhǔn)直器 側(cè)壁緊密貼合，其底面與第一基片緊密貼合；所述位于頂部的墊片的側(cè)面與準(zhǔn)直器側(cè)壁緊 密貼合，其底面與第二基片緊密貼合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自由空間光學(xué)組件的雙基片固定裝置，其特征在于：所述所 有墊片的接觸面上均涂有雙固化粘合劑，并用緊外光源固化或熱固化，以使準(zhǔn)直器被穩(wěn)定 的固定在兩個(gè)基片內(nèi)，所述反射鏡的接觸面也采用雙固化粘合劑固定在兩個(gè)基片內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自由空間光學(xué)組件的雙基片固定裝置，其特征在于：所述準(zhǔn) 直器為單光纖準(zhǔn)直器、雙光纖準(zhǔn)直器或多光纖準(zhǔn)直器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自由空間光學(xué)組件的雙基片固定裝置，其特征在于：所述反 射鏡為濾光片、透光片或標(biāo)準(zhǔn)具。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自由空間光學(xué)組件的雙基片固定裝置，其特征在于：所述基 片、準(zhǔn)直器、反射鏡和墊片均采用玻璃材料或低膨脹率材料。
6. -種自由空間光學(xué)組件的雙基片固定方法，該方法采用如權(quán)利要求1所述的裝置， 其特征在于，按以下步驟進(jìn)行： (1) 將反射鏡用雙固化粘合劑固定在第一基片上，然后調(diào)試準(zhǔn)直器，使準(zhǔn)直器輸入光經(jīng) 反射鏡反射后由準(zhǔn)直器輸出，調(diào)到插損最小值時(shí)將準(zhǔn)直器固定； (2) 將兩塊墊片塞入準(zhǔn)直器和第一基片之間，讓墊片的側(cè)面與準(zhǔn)直器緊密配合，墊片的 底面與第一基片緊密配合，在墊片的接觸面上涂上雙固化粘合劑，用緊外光源固化，進(jìn)而將 準(zhǔn)直器固定在第一基片上； (3) 然后再將第二基片蓋在反射鏡和準(zhǔn)直器上，兩塊墊片塞入準(zhǔn)直器和第二基片之間， 讓墊片的側(cè)面與準(zhǔn)直器緊密配合，墊片的底面與第二基片緊密配合，在墊片的接觸面上涂 上雙固化粘合劑，用緊外光源固化，進(jìn)而將準(zhǔn)直器固定在第二基片上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的自由空間光學(xué)組件的雙基片固定方法，其特征在于：所述準(zhǔn) 直器為單光纖準(zhǔn)直器、雙光纖準(zhǔn)直器或多光纖準(zhǔn)直器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的自由空間光學(xué)組件的雙基片固定方法，其特征在于：所述反 射鏡為濾光片、透光片或標(biāo)準(zhǔn)具。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的自由空間光學(xué)組件的雙基片固定方法，其特征在于：所述基 片、準(zhǔn)直器、反射鏡和墊片均采用玻璃材料或低膨脹率材料。
【文檔編號(hào)】G02B6/26GK104142536SQ201410423445
【公開(kāi)日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】吳玉霞 申請(qǐng)人:福州百訊光電有限公司