專利名稱：裝配光學(xué)器件期間表面間空隙的極限測量系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
此發(fā)明涉及光學(xué)器件裝配物的配置，尤其是表面間如光纖準(zhǔn)直器中拋光光纖表面間的極限測量，間隔保持及間隔測量的系統(tǒng)和方法。
在實際應(yīng)用中，用于這種光學(xué)系統(tǒng)中的光纖主要應(yīng)用在易于被準(zhǔn)直到光學(xué)系統(tǒng)腔內(nèi)的準(zhǔn)直器裝配中。商業(yè)應(yīng)用的準(zhǔn)直器包括它最基本的器件-----光纖，一個裝著光纖外露端面的小玻璃套管(最好是一個毛細(xì)管)，和一個自聚焦透鏡。用于此光纖的自聚焦透鏡通常是一個長度大于其直徑的柱形光學(xué)玻璃。這種準(zhǔn)直器具有一個放射狀分布的折射率，并且越靠近中間越大，這便會產(chǎn)生類似于凸透鏡聚焦的效果。
用一個柱形套圈(這在后面被稱作玻璃套管)將光纖放入準(zhǔn)直器裝配物中。光纖端面與自聚焦透鏡間的距離(也就是間隔)對準(zhǔn)直來說是至關(guān)重要的。一旦這一間隔被設(shè)定好，光纖和自聚焦透鏡就會被如環(huán)氧膠或激光熔接等方式固定在一起以保持所要的準(zhǔn)直效果。光纖端面與自聚焦透鏡間固定好的位置應(yīng)提供一束光學(xué)性能很好的光束，并有助于將光學(xué)系統(tǒng)的插損降到最小。
在典型的準(zhǔn)直器裝配過程中，自聚焦透鏡上帶有角度的一面或小端面被固定在玻璃套管中(也就是光纖的藏裝物)，而此套管平的一面則向外，朝向下一個光學(xué)器件。光纖沿著其中心軸的方向被固定在玻璃套管內(nèi)一個不變的位置，并且套管與光纖的裝配物則用于下一個準(zhǔn)直。而后，套管的位置(也是光纖的位置)根據(jù)自聚焦透鏡的位置不斷的變化可被調(diào)整直到獲得最佳位置。這時，套管就被固定在自聚焦透鏡上。光纖頭(即套管端面)與自聚焦透鏡間的間隔感應(yīng)(或感應(yīng)限制)在光學(xué)器件如上述的準(zhǔn)直器的制作和校正來說則是非常重要的一步。
傳統(tǒng)上的光學(xué)器件的裝配與校準(zhǔn)(涉及間隔或極限感應(yīng))需要一個冗長的高強(qiáng)度勞作。傳統(tǒng)的技術(shù)包括使用相機(jī)和復(fù)雜的像成形的技術(shù)，可利用超頻率音響和應(yīng)變儀配置以找到“就近接觸”的條件。再者，其它的傳統(tǒng)系統(tǒng)涉及到使用光纖干涉儀或反射回來的方法來決定何時表面間是相互平行的并用來測量兩表面間的間隔寬。
此發(fā)明的一個具體應(yīng)用中，探測接觸情況的步驟還包括當(dāng)兩光學(xué)器件的表面相互接觸時對可移動臂的振動變化情況進(jìn)行測量。例如此變化情況的測量包括以下幾步根據(jù)交流振動電壓接入第一個交流電壓；從現(xiàn)有線圈中流動的電壓獲得第二個交流電壓；根據(jù)它們各自的電參數(shù)來處理第一和第二個交流電壓以測量兩光學(xué)器件部分表面的接觸情況。
在另一個具體應(yīng)用中，此方法包括對共鳴頻率進(jìn)行數(shù)字化測量。例如數(shù)字化的測量可以包括以下幾個步驟準(zhǔn)備第一個數(shù)據(jù)；根據(jù)第一個數(shù)據(jù)給線圈提供一個模擬信號，線圈中的電流對應(yīng)于模擬信號；從線圈中的電流得到模擬電壓；從線圈的電流中獲得一個感應(yīng)模擬電壓；將感應(yīng)模擬電壓轉(zhuǎn)化為第二個數(shù)據(jù)；根據(jù)第一個和第二個數(shù)據(jù)對共鳴頻率進(jìn)行測量。
此發(fā)明的另一個具體應(yīng)用中，提供第一個數(shù)據(jù)的步驟包括選擇一個正弦輸入頻率進(jìn)入線圈，第一個數(shù)據(jù)就包含了已選頻率的信息，轉(zhuǎn)化步驟包括將感應(yīng)模擬電壓數(shù)據(jù)化的一步，第二個數(shù)據(jù)含有數(shù)據(jù)化電壓的頻率信息，處理過程由以下幾步組成(i)對第一個數(shù)據(jù)所選的頻率信息與第二個數(shù)據(jù)所選的頻率信息進(jìn)行比較；(ii)在某一情況下，兩頻率在預(yù)定情況下相遇，提供了一個新的含有新選頻率信息的又一個新數(shù)據(jù)。
根據(jù)此發(fā)明的另一個方面，此發(fā)明還提供一個用來控制第一和第二個光學(xué)器件表面間相對運動的系統(tǒng)，第一器件的一個端面朝向第二個器件的一個端面，該系統(tǒng)包括用來將第一個光學(xué)器件粘接到連接物；將第二個光學(xué)器件粘接到另一個連接物上，第一和第二個光學(xué)器件被粘接到各自的粘接物上，并能夠某一方向的兩個端面間的一個間隔內(nèi)相對的移動；一個能使這兩個光學(xué)器件在這個方向內(nèi)相對移動的電動勢，使得兩個光學(xué)器件的端面非常接近；探測兩光學(xué)器件部分端面的接觸情況方法，及使該兩光學(xué)器件的端面分開到一個預(yù)定的距離的方法。
在具體應(yīng)用中，該系統(tǒng)還包括用來將交流振動電壓輸入線圈的方法，其中交流電流入線圈，這樣電動勢則機(jī)械地振動可移動臂，那么該可移動臂則會產(chǎn)生一個機(jī)械共鳴。在可移動振動臂的共鳴頻率下檢測接觸情況，當(dāng)兩光學(xué)器件相互接觸時，共鳴頻率就會發(fā)生變化。
根據(jù)此發(fā)明的另一個具體裝置中，根據(jù)交流振動電壓和由線圈中的電流引起的的感應(yīng)交流電壓的參數(shù)來檢測共振頻率的變化，這樣由檢測共振頻率的變化可以得知兩光學(xué)器件部分端面的接觸情況。
根據(jù)此發(fā)明的另一個具體裝置中，該系統(tǒng)包括一個用來控制可移動臂運動的步進(jìn)電機(jī)，并根據(jù)對兩光學(xué)器件部分端面的接觸情況的檢測，可進(jìn)一步控制可移動臂的運動情況。
此發(fā)明的另一個具體應(yīng)用中，該系統(tǒng)包括以下幾種方法(i)準(zhǔn)備第一個數(shù)據(jù)；(ii)根據(jù)第一個數(shù)據(jù)給線圈提供一個模擬信號，線圈中的電流對應(yīng)模擬信號；(iii)從線圈的電流中獲得一個感應(yīng)模擬電壓；(iV)將感應(yīng)模擬電壓轉(zhuǎn)化為第二個數(shù)據(jù)；(v)對第一個和第二個數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，用此二數(shù)據(jù)來測量共鳴頻率，從而測得共振頻率。第一個數(shù)據(jù)包含了以正弦方式輸入線圈的已選頻率信息，轉(zhuǎn)化步驟包括將感應(yīng)模擬電壓數(shù)據(jù)化的一步，第二個數(shù)據(jù)包含產(chǎn)生于感應(yīng)模擬電壓的數(shù)據(jù)化電壓頻率信息，比較第一個數(shù)據(jù)所選的頻率信息與第二個數(shù)據(jù)所選的頻率信息，在某一情況下，兩頻率在預(yù)定情況下相遇，提供了一個含有新選頻率信息的數(shù)據(jù)以對共振頻率進(jìn)行新的檢測。
總而言之，根據(jù)此發(fā)明的具體裝置，以下是這些系統(tǒng)和方法所體現(xiàn)的特征通過運用機(jī)械共振，測量制造系統(tǒng)中兩光學(xué)器件表面間的間隔，此系統(tǒng)涉及電系統(tǒng)。通過振動可移動臂或可彎曲裝配物提供微調(diào)支持，而這種振動方式是通過給永久性磁鐵的磁場內(nèi)的線圈發(fā)送一個正弦電流而產(chǎn)生的振動。兩光學(xué)器件表面間的間隔確定后，將這兩器件的表面連接到可彎曲物和一個固定臂上。
所有三軸都可以帶有基于可彎曲物這上的移動臂以測量間隔。
(c)獨立于填入間隔的材料(如水，酒精和膠)，當(dāng)兩表面部分接觸時，極限提示就會顯示。
(d)極限測量后，所獲得的預(yù)定間隔(也就是兩表面間的分開距離)就被簡單化。通過改變指定兩光學(xué)器件表面間的振動間隔，間隔的測量也是可能的。
(e)由于兩表面接觸后機(jī)械振動會大的下降，這對光學(xué)器件表面并不會造成損壞。同時，本發(fā)明的方法和設(shè)備是可升級的------可以在下一個千分尺范圍內(nèi)維持機(jī)械振動。
(f)在其中一個軸上振動就足夠測量任一方向的間隔。
(g)并不要求用分離感應(yīng)器來測量可感應(yīng)間隔大小。磁場中的線圈被用來移動和感應(yīng)間隔。
那些原來就精通此技術(shù)人士在閱讀完以下結(jié)合圖示進(jìn)行說明的本發(fā)明具體裝置后，對此發(fā)明的其它方面和特征就有一個比較清析的了解。
圖7中的流程圖演示了根據(jù)此發(fā)明而進(jìn)行的間隔測量方法。
通過此發(fā)明的系統(tǒng)和方法確定玻璃套管16的一個端面20與自聚焦透鏡26的一個端面30間的距離或間隔32。間隔32的實際大小會因為不同的光學(xué)器件而有很大的變化。不過，對于一個給定光纖裝置物的間隔32通常是被規(guī)定好或預(yù)定好的，以發(fā)揮裝配物的最大效果。再者，根據(jù)具體的光學(xué)器件，間隔32可以被裝入空氣，水，酒精，膠及類似的物質(zhì)。裝配物10裝配好后，裝配物10可以通過本裝置的調(diào)節(jié)方法和此發(fā)明中的同一系統(tǒng)及方法來調(diào)節(jié)其它器件的另一個端面28。
光纖12和玻璃套管16都被連接到可彎曲物24上，自聚焦透鏡26被連接到固定移動臂22上(光纖/套管16和自聚焦透鏡26的位置可以相互對調(diào))。玻璃套管16(內(nèi)裝光纖12)可以沿著三軸(x，y和z軸)移動，并且它的位置也可以相對于自聚焦透鏡26進(jìn)行調(diào)節(jié)。這就可以控制相對于自聚焦透鏡26的間隔32和玻璃套管16內(nèi)光纖12的位置。可彎曲物24通過一個包括一個線圈62和一個永久性磁鐵60的電磁器件42(具體細(xì)節(jié)參看圖3A)沿著Z軸進(jìn)行移動。
如

圖1所示，永久性磁鐵60被連接到基座14上，而線圈62則被連接到可移動彎曲物24上。永久性磁鐵60和線圈62的位置及連接位置可以相互對調(diào)。可彎曲物24與永磁/線圈機(jī)械裝置都被用作X軸和Y軸。很典型地，可彎曲物24被用作微調(diào)。可以用步進(jìn)電機(jī)44(見圖2A)或在X，Y和Z軸上各自的千分尺(未有圖示)作粗調(diào)。千分尺的步長為5或10毫米，在線圈62中通直流電的時候，可以產(chǎn)生0.5毫米/毫安量級的移動。直流電(DC)也可以用作可彎曲物24的微調(diào)。在一個典型的系統(tǒng)中，X軸或Y軸上的振動可以測量Z軸上的間隔32，之后關(guān)閉振動并給可移動的彎曲物24發(fā)送一個-30到+30毫安的直流電以使其移動。對于準(zhǔn)直光學(xué)器件，這可以降低插損，因此是一種很受用的方法。
圖2A為根據(jù)本發(fā)明的一個具體裝置，用來進(jìn)行界限感應(yīng)，保持和測量玻璃套管16和自聚焦透鏡26間的間隔32的一種系統(tǒng)。一個可變頻正弦振動器46通過一個限流電阻48傳送一個電壓以激活線圈62。線圈62已有一個預(yù)定直流電阻如132Ohm。一個同步放大器50監(jiān)控通過線圈62的電壓，該同步放大器的參考信息來自振動器46。
線圈62中的電壓是線圈62上所加的電壓和線圈感應(yīng)的電動勢(EMF)的疊加。由于它在強(qiáng)磁場中移動，通常，電動勢是在回路中產(chǎn)生電流的電能源的特性。電路中的電勢差的代數(shù)和等于電動勢。感應(yīng)電流的方向和所加電流的方向相反，這是侖茨(Lenz)定律的直接結(jié)果。
感應(yīng)電動勢的增加是機(jī)械振動增大的結(jié)果(共振時電動勢最大)。從同步放大器50輸出的電壓V是用來測量線圈62的電壓，輸出電壓進(jìn)入比較器52，由它來處理輸出電壓和縫隙指示信號，再通過音頻指示器54(石英蜂鳴器)和/或視覺指示器56(發(fā)光二極管)。這些是最基本的提示，用來警示使用者兩光學(xué)器件端面已接觸或間隔32為0。在以下詳細(xì)描述的接觸測量之后，步進(jìn)電機(jī)44(或千分尺)就用來向后移動(或分開)端面20和30。
在手工操作中，如不使用步進(jìn)電機(jī)44，指示器54和56，而是使用一個機(jī)械裝置來發(fā)出接觸警告，并且端面20和30會向后退到一個預(yù)定的距離(即間隔32的距離適合裝配物10，如10或20微米)。圖2B為從同步放大器50輸出的光與時間關(guān)系的一條曲線圖?！敖佑|前”到“接觸后”的坡線區(qū)是由同步放大器50的一個時間常數(shù)引起的。
圖3A為根據(jù)本發(fā)明的具體裝置進(jìn)行詳細(xì)說明的EM器件42的示意圖。又如圖1所示，EM器件42包括一個永久性磁鐵60和一個線圈60。圖3B是圖3A中EM器件42的一個等同電路圖模式70。電路模塊70包括一個電壓源，它之前是一個限流電阻74，和感應(yīng)電壓電源76，之后是電感78和電阻79。
由于振動器46產(chǎn)生的頻率增大，輸出電壓V反映了可彎曲物24沿著一個軸的機(jī)械振動情況，并且當(dāng)兩端面20和30不接觸時，在一個預(yù)定頻率(如fR＝62Hz)會產(chǎn)生共振。
回到圖3C的曲線，感應(yīng)電壓與機(jī)械振動成正比。當(dāng)兩端面20，30未接觸時，機(jī)械系統(tǒng)處于共振狀態(tài)，相對于非共振狀態(tài)，移動臂/可彎曲物24振動厲害得多。運用一個小的正弦電流，可彎曲物24就會振動。既然感應(yīng)電流與機(jī)械振動成正比，這便可用來顯示共振情況。
尤其是在一個給定的共振頻率下，當(dāng)一個自由振動機(jī)械系統(tǒng)被一個因接觸或魔擦而產(chǎn)生的力相阻時，共振頻率就會變化，而且對于一個應(yīng)用的正弦電流來說，機(jī)械振動就會大大地減小?？梢詮膱D4和圖5中的特裝置觀察致電6.5因子。因而，在共振時，小于1微米的機(jī)械振動就足夠了。當(dāng)兩光纖端面接觸時，機(jī)械振動會再降15％，這就減少了破壞端面的可能性。既然所通過的正弦電流與機(jī)械振動直接成正比，這種接觸條件可以被子所述的系統(tǒng)40所感應(yīng)。根據(jù)測試，在一些裝配中，共振頻率小于200Hz。
因此，所輸入電流和感應(yīng)的電流間的相位不同就可以忽略不計。在電壓通過線圈62以及濾光以讀出獨立于周圍振動和EMI之處的電壓值之前，輸出電壓和線圈62的峰-峰電壓直接成比例接-它是所加電壓和感應(yīng)電壓的總和，器件中的電阻分割器包括電流電阻限制器74和線圈62電阻?？梢詮膱D3C的兩條水平線看出，由于線圈62的電阻而導(dǎo)致電壓減小。因此，由于低頻率的正弦激發(fā)，線圈62感應(yīng)器(具有數(shù)十豪亨量級)，線圈62并不會引起一個相當(dāng)大的電抗性阻抗，所以輸入電流和感應(yīng)電流間不存在著相位不同。結(jié)果，所輸入和所感應(yīng)的電流相位差為零。圖3C中的范圍A表示表面20和30接觸前的感應(yīng)電壓。圖3C中和范圍B表示表面20和30接觸后的感應(yīng)電壓。以指定的頻率信息為基礎(chǔ)，利用線圈62的行為。由于系統(tǒng)40具有必要的電容來形成共振，因此在現(xiàn)有描述的述語“共振”是一個機(jī)械現(xiàn)象而不是一個電子共振，當(dāng)兩表面20和30相互接觸時(也就是Z軸方向上的移動)，線圈62上多了其它裝配，共振頻率也就被改變。
由于共振頻率的改變，輸出電壓V下降很大(如圖3C所示下降30％)。下降的輸出V用來感應(yīng)間隔32的大小，步進(jìn)電機(jī)44則用來分開端面20和30(根據(jù)具體的應(yīng)用，分開約10到20微米)。當(dāng)端面20和30不相互接觸時，線圈62的電壓就不是Z軸移動(受步進(jìn)電機(jī)44的控制)的一個函數(shù)。
雖然沒考慮輸出電壓本身的振幅，但是由于該電壓是用來測量允許施加的機(jī)械振動以防止兩拋光端面20和30間產(chǎn)生不必要的磨擦。如在實驗中證明，共振頻率下有可能獲得一個比在與交流電壓的峰值(由振動器46生成)相同的直流電壓下高6.5倍的機(jī)械抖動。圖4為線圈62在各種頻率下相對應(yīng)的頻率曲線圖，通過使用攝影機(jī)，證實了感應(yīng)電動勢6.5倍的改變量。
機(jī)械共振可以通過以下方程式(1)得出2πfR=km----(1)]]>其中k代表彈簧彎曲常數(shù)，m代表震動體的質(zhì)量當(dāng)拋光端面20和30瞬間接觸時，給其運動的相反方向施加另一種力。這會導(dǎo)致共振頻率fR的變化及相應(yīng)的減小機(jī)械振動和產(chǎn)生的電動勢。圖5所示正是由于作為共振功能的機(jī)械振動的原因而使引入的電動勢正?；囊粋€例子。
圖6A為根據(jù)本發(fā)明的另一具體裝置的系統(tǒng)80，該系統(tǒng)用來感應(yīng)極界，保持和測量玻璃套管16和自聚焦透鏡26間的間隔32。系統(tǒng)80包括一個微型控制器82，此微型控制器通過一個直/交流(D/A)轉(zhuǎn)換器84生成一個輸出正弦信號以控制線圈62。從D/A轉(zhuǎn)換器84的輸出經(jīng)過一系列的電阻模式90被返回微型控制器82并進(jìn)入交/直流(A/D)轉(zhuǎn)換器86。將傳送到直/交流(D/A)轉(zhuǎn)換器84的數(shù)據(jù)和交/直流(A/D)轉(zhuǎn)換器86上和低通過濾光器上的讀值相乘，就得到同步測量值。
系統(tǒng)80還包括一個界面模式88，該模式用來管理和計算機(jī)(圖中未顯示)進(jìn)行交流的GPIB和RS-232C界面。步進(jìn)電機(jī)44，前面所討論的音頻指示器54模式和視覺指示器56模式也屬于該系統(tǒng)。通過監(jiān)控經(jīng)過線圈62中的電壓來掃描振動器46(激發(fā)正弦)測得共振頻率fR。
圖6A是一個以圖2A中的系統(tǒng)為基礎(chǔ)的微型處理器/DSP。微型控制器82發(fā)揮著多種功能，并將正弦信號發(fā)送到直/交流轉(zhuǎn)換器84。(因為線圈電阻的緣固)通過線圈62的電壓是線圈中總的應(yīng)用電壓。與線圈62一樣，感應(yīng)電動勢EMF在永久磁鐵60的強(qiáng)磁場中。微型控制器82內(nèi)的固件(編碼)控制同步探測并驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)44。通過上述的界面模式88的GPIB和RS-232C界面，微型控制器82也與電腦(圖中未顯示)進(jìn)行界面交換。電腦也能發(fā)出指令以移動步進(jìn)電機(jī)44和線圈(x，y，z軸)。
在實際應(yīng)用中，機(jī)械共振頻率根據(jù)不同的光學(xué)器件裝配的不同而不同，這是因為具有彈簧功能的可彎曲物的緣固。這種效果不會受是否有使用X或Y軸線圈的影響。在許多實踐中，由于用鋁制作的可彎曲物的幾何外形及堅硬度，其機(jī)械共振頻率一般為60到200Hz。
圖6B是根據(jù)本發(fā)明的一種方法200，此方法用來初步判定共振頻率fR。再者，雖然共振頻率一般來說是較為穩(wěn)定，當(dāng)檢測到漂移的時候可以使用方法200。對于特定的可彎曲物24，共振頻率fR一般不會有太大的改變。不過一旦此系統(tǒng)調(diào)到“ON”開始位置以使頻率處于fSTART到fSTOP(工作變量)，這一頻率就固定下來。
圖6B中，第202步開始第204步選擇f＝fSTARTHz的正弦頻率輸入線圈62；步驟206將正弦頻率為f的頻率傳入直交流轉(zhuǎn)換器84；步驟208將通過線圈和儲存器的電壓數(shù)據(jù)化；步驟210將傳入D/A轉(zhuǎn)換器84的信號值乘以A/D值，在截斷頻率(如2Hz)將得到的輸出低通數(shù)字濾波，并儲存濾波輸出(即通過鎖定檢測)。
步驟212如果f＝fSTOP就繼續(xù)到下一步驟214，否則就轉(zhuǎn)到216步驟；步驟214找到一個相當(dāng)于在低通過濾光信號的最大輸出的頻率，(這個共振頻率就是fR)；步驟216將輸入到線圈正弦頻率設(shè)置為f＝f+1，然后回到步驟206。
1.圖7說明應(yīng)用于圖1的光學(xué)器件是如何進(jìn)行極限測量和保持間隔的方法300。
步驟302開始處理；步驟304通過觀察同步放大器的輸出或運用同步200方法來決定X或Y軸上可彎曲物24的共振頻率；步驟306通過手動Z軸上的千分尺或用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動千分尺使Z軸方向處于近距離狀態(tài)，并觀察同步放大器，此放大器的輸出小于或等于相應(yīng)的電壓；步驟308和310將端面20/30向推進(jìn)的相反方向移出(因具體的應(yīng)用而定，向后移約千分尺上的10或20刻度)，并將步進(jìn)電機(jī)向后移動直到確保得到所需的用來涂粘接膠或環(huán)氧膠310的間隔308。如上所述，步驟302-308也可以在將間隔32涂上材料后再進(jìn)行操作。
雖然用一定的光纖，柱狀套圈，毛細(xì)套管，自聚焦透鏡，套管，材料，裝置器及連接技術(shù)對此發(fā)明進(jìn)行描述，但其它現(xiàn)有的元件和今后發(fā)展的元件及技術(shù)都可以很有利地結(jié)合此發(fā)明一起使用，如本發(fā)明所述的準(zhǔn)直器的光學(xué)器件。尤其是，本發(fā)明還可以與裝有自聚焦透鏡，環(huán)形透鏡或球形透鏡，鼓狀透鏡或一個光纖透鏡及各種有源或無源光學(xué)器件如干涉濾光器，二向色濾光器，薄層濾光器，隔離器，環(huán)行器，益平坦濾波器，帶通濾波器，光柵器件，折射器件，衍射器件或液晶器件一起作用。
雖然通過優(yōu)化裝置對本發(fā)明進(jìn)行描述說明，但不能被理解為此發(fā)明只限于上述的幾個具體裝置。相反，本發(fā)明還包括了所有符合下列權(quán)利要求書所述的精神范圍之內(nèi)的替代器件，修改器件或相當(dāng)?shù)钠骷?br> 權(quán)利要求
1.一種用來控制第一和第二個光學(xué)器件表面間相對運動的方法，該第一個光學(xué)器件的一個端面面向第二個光學(xué)器件的一個端面，該方法包括以下幾個步驟提供第一個固定物，第一個光學(xué)器件被固定到第一個固定物上；提供第二個固定物，第二個光學(xué)器件被固定到第二個固定物上，固定到各自固定物上的第一和第二個光學(xué)器件能夠在某一方向上以一定的間隔相對的移動；提供一個能使這兩個光學(xué)器件在這一方向內(nèi)相對移動的電動勢，使得兩個光學(xué)器件的端面非常的接近；探測兩光學(xué)器件部分端面的接觸情況；將該兩光學(xué)器件的端面分開到一個預(yù)定的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括根據(jù)探測到的端面部分間的接觸情況，防止兩個光學(xué)器件在這個方向內(nèi)相對的移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中提供第一個固定物的步驟中包括準(zhǔn)備一個固定第一個光學(xué)器件的不可移動的物體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中提供第二個固定物的步驟中包括提供一個用來固定第二個光學(xué)器件的可移動物體，該可移動物體可被電動勢移動，以使這兩個光學(xué)器件在某一個方向上相對移動。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包括以下步驟提供一個光纖準(zhǔn)直器作為第一個光學(xué)器件，該準(zhǔn)直器件被固定到一個不可移動的物體上；提供一條光纖作為第二個光學(xué)器件，該光纖被固定到可移動的物體上，光纖發(fā)射的光束經(jīng)過此可移動物體，該光束來自光纖的一個端面并進(jìn)入準(zhǔn)直器的一個表面；其中由于不可移動的物體在電動勢方向的移動，使準(zhǔn)直器與光纖表面間的距離非常接近。
6.用來控制第一個和第二個光學(xué)器件端面間的相對運動的系統(tǒng)，第一個光學(xué)器件的一個端面面向第二個光學(xué)器件的一個端面，此系統(tǒng)包括用來固定第一個光學(xué)器件的第一固定物；用來固定第二個光學(xué)器件的第二固定物，固定到各自固定物的第一和第二個光學(xué)器件，在某一方向上以一定的間隔相對移動；一個能使這兩個光學(xué)器件在這個方向內(nèi)相對移動的，并使兩個光學(xué)器件的端面非常接近的電動勢器件；用來探測兩光學(xué)器件端面部分接觸情況的手段；及使該兩光學(xué)器件的端面分開到一個預(yù)定間隔的手段。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，還包括根據(jù)探測到的兩個光學(xué)器件端面部分間的接觸情況，防止兩個光學(xué)器件在這個方向內(nèi)相對的移動手段。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中第一個固定物體包括一個不可移動臂，第二個固定物包括一個可在由電動勢器件產(chǎn)生的電動勢方向移動的可移動臂，兩個光學(xué)器件在這一個方向內(nèi)相對移動。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中第一個光學(xué)器件包括一個光纖準(zhǔn)直器，第二個光學(xué)器件含有光纖，光纖被固定到可移動臂，光纖發(fā)出的光經(jīng)過此可移動臂，光從光纖的一個端面出來進(jìn)入準(zhǔn)直器的一個端面，其中由于不可移動臂在電動勢方向的移動，使準(zhǔn)直器與光纖端面間的距離非常接近。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，還包括一個拉長的套管，其中光纖裝入套管內(nèi)；準(zhǔn)直器以套管軸的方向放置；光纖移動的方向就是套管軸的方向，這樣光纖與準(zhǔn)直器就被準(zhǔn)直在一起。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種裝配光學(xué)器件期間表面間空隙的極限測量系統(tǒng)和方法,此光學(xué)器件用來進(jìn)行界限探測,保持和/或測量,并對兩個拋光端面進(jìn)行熔接或粘接,以得到能發(fā)揮最佳性能的間隔寬。在此自動裝置中,除了可以優(yōu)化橫向平面以將損耗減到最小,還可以感應(yīng)間隔大小。在此發(fā)明應(yīng)用中,利用一種界限探測的方法和系統(tǒng)來提高自動制造系統(tǒng)的效率,這種方法是利用感應(yīng)電磁力的機(jī)電特性,通過在磁場中的線圈對機(jī)械運動的感應(yīng)實現(xiàn)。當(dāng)兩個光學(xué)器件被粘接后,兩表面間的間隔則為0(即兩表面相接觸),此系統(tǒng)可以根據(jù)電子界限探測情況對間隔給予提示。而后,就會更容易將兩表面分開,并通過手動千分尺或步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行縱向調(diào)節(jié),以獲得一個間隔。
文檔編號G02B6/32GK1385722SQ02119149
公開日2002年12月18日 申請日期2002年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月10日
發(fā)明者斯里坎斯·拉馬克西南, 克拉斯米爾·斯多夫, 杜?！ひ寥f斯維科 申請人:Jds尤尼費斯公司