專利名稱：陣列波導(dǎo)器件用的多維對(duì)準(zhǔn)平臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可適用于集成光子芯片與陣列光纖自動(dòng)對(duì)準(zhǔn) 的平臺(tái)，具體地說是適用于集成光子器件如光分路器、光纖準(zhǔn)直器、 陣列波導(dǎo)光柵等的六維高精度對(duì)準(zhǔn)和封裝的平臺(tái)。
背景技術(shù)：
集成光子器件具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、抗干擾能力強(qiáng)、性能一 致性好、穩(wěn)定可靠、便于自動(dòng)化批量生產(chǎn)等突出優(yōu)勢(shì)，近年來廣泛 應(yīng)用于光通信干線網(wǎng)以及接入網(wǎng)的光纖到戶技術(shù)中。集成光子器件 的封裝是利用亞微米精度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)將集成光子芯片與陣列光纖進(jìn) 行對(duì)準(zhǔn)耦合并固定，實(shí)現(xiàn)器件的高性能。目前國(guó)際上評(píng)價(jià)封裝質(zhì)量
的先進(jìn)技術(shù)指標(biāo)是光損耗低于0.15dB，這就要求集成光子芯片與 陣列光纖間的模場(chǎng)分布盡可能匹配，另一方面要求集成光子芯片光 通道與光纖的光軸對(duì)準(zhǔn)精度控制在0. In m以下。因此耦合與封裝 成為制約陣列波導(dǎo)器件發(fā)展的一個(gè)瓶頸，而且封裝成本占器件總成 本的70% 90%，封裝時(shí)間占總生產(chǎn)時(shí)間的50%以上，所以一個(gè)穩(wěn)定 且快速的封裝方式將會(huì)使產(chǎn)品更具優(yōu)勢(shì)。
本質(zhì)上，封裝的重點(diǎn)在于使發(fā)射光耦合到光纖或光從光纖進(jìn)入 接收波導(dǎo)的光功率損耗更小。因此，在光學(xué)元件的封裝及對(duì)準(zhǔn)方面， 主要是克服光信號(hào)的傳輸損耗如光纖的插入損耗及反射損耗等，和 對(duì)準(zhǔn)時(shí)由于徑向偏移、角度偏移、波導(dǎo)端面分離、波導(dǎo)芯徑不同及 凸面的端面造成的損耗。對(duì)于插入損耗和反射損耗可以通過相應(yīng)的 光纖信號(hào)檢測(cè)裝置進(jìn)行檢測(cè)和補(bǔ)償，對(duì)于波導(dǎo)芯徑和端面凸面也可 以用相應(yīng)的波導(dǎo)制造技術(shù)和精密切割儀器來克服，而剩下的徑向偏 移、角度偏移和波導(dǎo)端面分離則必須通過六維高精度的對(duì)準(zhǔn)機(jī)械裝 置的軸向平移和繞軸旋轉(zhuǎn)來完成對(duì)準(zhǔn)?？梢哉f六維高精度的對(duì)準(zhǔn)機(jī) 械裝置對(duì)整個(gè)光學(xué)器件封裝的性能的提高至關(guān)重要。
據(jù)上所述，對(duì)于一個(gè)六維高精度多通用的對(duì)準(zhǔn)機(jī)械裝置，其基 本要求有以下三個(gè)方面①要有精密、方便、多通用的夾具來夾持 不同型號(hào)的集成光子芯片。②要有多軸高精度的對(duì)準(zhǔn)。③隔震。對(duì) 于①和③而言，基本上高精度且方便通用的夾具和有效的隔震技術(shù) 已經(jīng)成熟；對(duì)于②來說又可以分為以下幾個(gè)要求l)高精度的位置 傳感。2)較好的傳動(dòng)和制動(dòng)性能。3)軸向位移和角度位移。4) 易于控制和精確的定位功能。5)整體機(jī)械裝置的組合要求和擴(kuò)展
性能。高精度對(duì)準(zhǔn)實(shí)際是通過機(jī)械裝置的六軸運(yùn)動(dòng)來完成的，即在
軸向位移上X、 Y、 Z軸向的位移運(yùn)動(dòng)，在角度位移上Tx、 Ty、 Tz 繞軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。但是六維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)中不同自由度運(yùn)動(dòng)間的非嚴(yán)格 正交特性，使得光通道對(duì)準(zhǔn)過程中的逐維位置調(diào)整相互耦合干擾， 增大了實(shí)現(xiàn)多光路同時(shí)高精度對(duì)準(zhǔn)與耦合的困難，這就需要整體機(jī) 械裝置的優(yōu)化布局與組合。除此之外，對(duì)準(zhǔn)機(jī)械裝置還要預(yù)留相應(yīng) 的擴(kuò)展外設(shè)設(shè)備的空間，比如增加IR-CCD、機(jī)器視覺、點(diǎn)膠裝置 等，以方便進(jìn)行集成光子芯片模場(chǎng)檢測(cè)、精確對(duì)準(zhǔn)和封裝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種對(duì)準(zhǔn)高精度高、使用方 便、多通用且擴(kuò)展外設(shè)設(shè)備空間大的陣列波導(dǎo)器件用的多維對(duì)準(zhǔn)平 臺(tái)。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的陣列波導(dǎo)器件用的多 維對(duì)準(zhǔn)平臺(tái)，在底板上設(shè)有中間運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，在所述的底板上設(shè)有以 所述的中間運(yùn)動(dòng)平臺(tái)左右對(duì)稱分布的兩臺(tái)六維高精度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，所 述的中間運(yùn)動(dòng)平臺(tái)是在固立臺(tái)上設(shè)有固定臺(tái)，在所述的固定臺(tái)上轉(zhuǎn) 動(dòng)設(shè)有繞Y軸旋轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)，在所述的固定臺(tái)上安裝有通過第三高品 質(zhì)彈性聯(lián)軸節(jié)與所述的繞Y軸旋轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)傳動(dòng)連接的第二步進(jìn)電 機(jī)，在所述的繞Y軸旋轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)上設(shè)有轉(zhuǎn)接臺(tái)，在所述的轉(zhuǎn)接臺(tái)上 方布置有所述的高精密通用的集成光子芯片夾具和真空吸附口，每 臺(tái)六維高精度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)是在所述的底板上設(shè)有X軸軸向運(yùn) 動(dòng)平臺(tái)，所述的X軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的動(dòng)平臺(tái)與Z軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的 固定臺(tái)連接，在所述的Z軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的動(dòng)平臺(tái)上設(shè)有連接體， 所述的連接體與Y軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的固定臺(tái)連接，所述的Y軸軸向 運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)尾部向下，所述的Y軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的動(dòng)平臺(tái) 與繞Y軸旋轉(zhuǎn)Ty運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的固定臺(tái)連接，在所述的繞Y軸旋轉(zhuǎn)Ty 運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的動(dòng)平臺(tái)上設(shè)有轉(zhuǎn)接板，所述的轉(zhuǎn)接板與繞X軸旋轉(zhuǎn)Tx 運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的固定臺(tái)連接，所述的繞X軸旋轉(zhuǎn)Tx運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的動(dòng)平臺(tái) 與繞Z軸旋轉(zhuǎn)Tz運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的固定臺(tái)連接，在所述的繞Z軸旋轉(zhuǎn)Tz 運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的動(dòng)平臺(tái)上設(shè)有連接板和夾具，在所述的夾具上設(shè)有與所 述的集成光子芯片夾具(503)對(duì)應(yīng)的高精密通用的波導(dǎo)夾具。
對(duì)于六維高精度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，從下至上布局依次是X軸軸向運(yùn)動(dòng) 平臺(tái)、Z軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、Y軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、繞Y軸旋轉(zhuǎn)Ty運(yùn)動(dòng) 平臺(tái)、繞X軸旋轉(zhuǎn)Tx運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、繞Z軸旋轉(zhuǎn)Tz運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其中Y 軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)尾部向下，通過連接體與Z軸軸向運(yùn)動(dòng) 平臺(tái)連接；繞Y軸旋轉(zhuǎn)Ty運(yùn)動(dòng)平臺(tái)與繞X軸旋轉(zhuǎn)Tx運(yùn)動(dòng)平臺(tái)則通 過轉(zhuǎn)接板連接，這種布局可方便整個(gè)平臺(tái)擴(kuò)展IR-CCD,機(jī)器視覺，
點(diǎn)膠裝置等外設(shè)設(shè)備。
六維高精度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)考慮到抗傾覆力矩安全系數(shù)尺，為保證整 體平臺(tái)的穩(wěn)定和在精度上的要求，六維高精度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)有重心設(shè)在
x軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和z軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的交點(diǎn)上。
所述的X軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、Z軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和Y軸軸向運(yùn)動(dòng) 平臺(tái)的結(jié)構(gòu)是在第一固定臺(tái)上設(shè)有線性滑塊導(dǎo)軌，所述的線性滑塊 導(dǎo)軌兩端設(shè)有零位開關(guān)和限位開關(guān)，在所述的線性滑塊導(dǎo)軌上滑動(dòng) 設(shè)有第一動(dòng)平臺(tái)，交流伺服電機(jī)通過安裝臺(tái)安裝在所述的第一固定 臺(tái)上并通過高品質(zhì)彈性聯(lián)軸節(jié)連接有高精密滾珠螺桿，所述的高精 密滾珠螺桿通過滑塊與所述的第一動(dòng)平臺(tái)連接，在所述的第一固定 臺(tái)上設(shè)有RS232接口 ，在所述的第一動(dòng)平臺(tái)上設(shè)有光柵尺。采用交 流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)與光柵尺實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，RS232接口，雙邊重復(fù)精-度達(dá)到士0.1um，光柵尺的理論分辨率達(dá)到10nm，并且電機(jī)和滾 珠螺桿通過高品質(zhì)彈性聯(lián)軸節(jié)連接；
所述的繞Y軸旋轉(zhuǎn)Ty運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、繞X軸旋轉(zhuǎn)Tx運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和繞 Z軸旋轉(zhuǎn)Tz運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)是在第二固定臺(tái)上滑動(dòng)設(shè)有第二動(dòng)平 臺(tái)，步進(jìn)電機(jī)安裝在所述的第二固定臺(tái)上并通過第二高品質(zhì)彈性聯(lián) 軸節(jié)連接有蝸桿，在所述的第二動(dòng)平臺(tái)上設(shè)有與所述的蝸桿嚙合的 蝸輪，在所述的步進(jìn)電機(jī)上設(shè)有RS232接口 。其高精密旋轉(zhuǎn)軸系和 精密研配的蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)，具有限位功能，初始零位功能，采用步
進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)開環(huán)控制，RS232接口 ，步進(jìn)電機(jī)的理論分辨率為o.ooor， 雙邊重復(fù)精度達(dá)到士 o.oor 。
所說的中間運(yùn)動(dòng)平臺(tái)包含的繞Y軸旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，其分別包括高精 密旋轉(zhuǎn)軸系、精密軸承導(dǎo)軌和精密研配的蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)，采用第二 步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)開環(huán)控制，RS232接口 ，第二步進(jìn)電機(jī)的理論分辨率 為o.ooor，雙邊重復(fù)精度達(dá)到士o.oor，并且第二步進(jìn)電機(jī)和滾珠螺 桿通過第三高品質(zhì)彈性聯(lián)軸節(jié)連接。
綜上所述，本發(fā)明是一種對(duì)準(zhǔn)高精度高、使用方便、多通用且 擴(kuò)展外設(shè)設(shè)備空間大的陣列波導(dǎo)器件用的多維對(duì)準(zhǔn)平臺(tái)。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明的中間平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖
圖3是軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖4是繞軸旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖5是兩陣列波導(dǎo)存在徑向偏移的原理簡(jiǎn)圖6是兩陣列波導(dǎo)存在角度偏移的原理簡(jiǎn)圖7是兩波導(dǎo)存在波導(dǎo)端面分離的原理簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
參見圖1、圖2、圖3和圖4，在底板100上設(shè)有中間運(yùn)動(dòng)平 臺(tái)200，在底板100上設(shè)有以中間運(yùn)動(dòng)平臺(tái)200左右對(duì)稱分布的第 一六維高精度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)300和第二六維高精度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)400，中間 運(yùn)動(dòng)平臺(tái)200是在固立臺(tái)202上設(shè)有固定臺(tái)2013，在固定臺(tái)2013 上轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)有繞Y軸旋轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)2014，在固定臺(tái)2013上安裝有通過 第三高品質(zhì)彈性聯(lián)軸節(jié)2012與繞Y軸旋轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)2014傳動(dòng)連接的 第二步進(jìn)電機(jī)2011，在繞Y軸旋轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)2014上設(shè)有轉(zhuǎn)接臺(tái)203， 在轉(zhuǎn)接臺(tái)203上方布置有高精密通用的集成光子芯片夾具503和真 空吸附口 5031，第一六維高精度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)300的結(jié)構(gòu)是在底板100 上設(shè)有第一X軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)301， 第一X軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)301 的動(dòng)平臺(tái)與第一 Z軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)302的固定臺(tái)連接，在第一 Z 軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)302的動(dòng)平臺(tái)上設(shè)有第一連接體304，第一連接體 304與第一Y軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)303的固定臺(tái)連接，第一Y軸軸向運(yùn) 動(dòng)平臺(tái)303的驅(qū)動(dòng)電機(jī)尾部向下，第一 Y軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)303的動(dòng) 平臺(tái)與第一繞Y軸旋轉(zhuǎn)Ty運(yùn)動(dòng)平臺(tái)306的固定臺(tái)連接，在第一繞 Y軸旋轉(zhuǎn)Ty運(yùn)動(dòng)平臺(tái)306的動(dòng)平臺(tái)上設(shè)有第一轉(zhuǎn)接板305，第一轉(zhuǎn) 接板305與第一繞X軸旋轉(zhuǎn)Tx運(yùn)動(dòng)平臺(tái)307的固定臺(tái)連接，第一 繞X軸旋轉(zhuǎn)Tx運(yùn)動(dòng)平臺(tái)307的動(dòng)平臺(tái)與第一繞Z軸旋轉(zhuǎn)Tz運(yùn)動(dòng)平 臺(tái)308的固定臺(tái)連接，在第一繞Z軸旋轉(zhuǎn)Tz運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的動(dòng)平臺(tái)308 上設(shè)有第一連接板500和第一夾具501，在第一夾具501上設(shè)有與 集成光子芯片夾具503對(duì)應(yīng)的高精密通用的第一波導(dǎo)夾具502;第 二六維高精度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)400的結(jié)構(gòu)是在底板100上設(shè)有第二X軸軸 向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)401， 第二X軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)401的動(dòng)平臺(tái)與第二Z 軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)402的固定臺(tái)連接，在第二 Z軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)402 的動(dòng)平臺(tái)上設(shè)有第二連接體404，第二連接體404與第二Y軸軸向 運(yùn)動(dòng)平臺(tái)403的固定臺(tái)連接，第二Y軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)403的驅(qū)動(dòng)電 機(jī)尾部向下，第二Y軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)403的動(dòng)平臺(tái)與第二繞Y軸旋 轉(zhuǎn)Ty運(yùn)動(dòng)平臺(tái)406的固定臺(tái)連接，在第二繞Y軸旋轉(zhuǎn)Ty運(yùn)動(dòng)平臺(tái) 406的動(dòng)平臺(tái)上設(shè)有第二轉(zhuǎn)接板405，第二轉(zhuǎn)接板405與第二繞X 軸旋轉(zhuǎn)Tx運(yùn)動(dòng)平臺(tái)407的固定臺(tái)連接，第二繞X軸旋轉(zhuǎn)Tx運(yùn)動(dòng)平 臺(tái)407的動(dòng)平臺(tái)與第二繞Z軸旋轉(zhuǎn)Tz運(yùn)動(dòng)平臺(tái)408的固定臺(tái)連接， 第二繞Z軸旋轉(zhuǎn)Tz運(yùn)動(dòng)平臺(tái)408的動(dòng)平臺(tái)上設(shè)有第二連接板506 和第二夾具505，在第二夾具505上設(shè)有與集成光子芯片夾具503 對(duì)應(yīng)的高精密通用的第二波導(dǎo)夾具504。
對(duì)于第一六維高精度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)300和第二六維高精度運(yùn)動(dòng)平 臺(tái)400，為避免光通道對(duì)準(zhǔn)過程中的逐維位置調(diào)整相互耦合干擾， 在角度位移上Ty、 Tx、 Tz繞軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中心應(yīng)盡可能與集成光 子芯片的中心點(diǎn)重合，為滿足這一條件，其結(jié)構(gòu)從下至上布局依次 是X軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)301/401、 Z軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)302/402、 Y軸軸 向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)303/403、繞Y軸旋轉(zhuǎn)Ty運(yùn)動(dòng)平臺(tái)306/406、繞X軸旋 轉(zhuǎn)Tx運(yùn)動(dòng)平臺(tái)307/407、繞Z軸旋轉(zhuǎn)Tz運(yùn)動(dòng)平臺(tái)308/408。其中 Y軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)303/403的驅(qū)動(dòng)電機(jī)尾部向下，通過連接體 304/404與Z軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)302/402連接；繞Y軸旋轉(zhuǎn)Ty運(yùn)動(dòng) 平臺(tái)與繞X軸旋轉(zhuǎn)Tx運(yùn)動(dòng)平臺(tái)則通過轉(zhuǎn)接板305/405連接。這種 布局可方便整個(gè)平臺(tái)擴(kuò)展IR-CCD，機(jī)器視覺，點(diǎn)膠裝置等外設(shè)設(shè)
備o
第一六維高精度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)300和第二六維高精度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)400 考慮到抗傾覆力矩安全系數(shù)《，為保證整體平臺(tái)的穩(wěn)定和在精度上 的要求，六維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)重心須在X軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和Z軸軸向運(yùn)動(dòng) 平臺(tái)的交點(diǎn)上，如果傾覆力矩i^過大，可通過一定的配重來增加 抗傾覆力矩乾。
仏
為達(dá)到一定的精度，第一六維高精度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)300和第二六維 高精度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)400中的結(jié)構(gòu)是在第一固定臺(tái)3018上設(shè)有線性滑 塊導(dǎo)軌3013，線性滑塊導(dǎo)軌3013兩端設(shè)有零位開關(guān)和限位開關(guān)， 在線性滑塊導(dǎo)軌3013上滑動(dòng)設(shè)有第一動(dòng)平臺(tái)30110，交流伺服電 機(jī)3016通過安裝3014安裝在第一固定臺(tái)3018上并通過高品質(zhì)彈 性聯(lián)軸節(jié)3015連接有高精密滾珠螺桿3012，高精密滾珠螺桿3012 通過滑塊3011與第一動(dòng)平臺(tái)30110連接，在第一固定臺(tái)3018上設(shè) 有RS232接口 3017，在第 一 動(dòng)平臺(tái)30110上設(shè)有光柵尺3019 ，采 用交流伺服電機(jī)3016與光柵尺3019實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，RS232接口 3017，雙邊重復(fù)精度達(dá)到±0. 1 u m，光柵尺3019的理論分辨率為 10nm，并且交流伺服電機(jī)3016和高精密滾珠螺桿3012通過高品質(zhì) 彈性聯(lián)軸節(jié)3015連接，如圖3所示。
繞Y軸旋轉(zhuǎn)Ty運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、繞X軸旋轉(zhuǎn)Tx運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和繞Z軸旋 轉(zhuǎn)Tz運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)是在第二固定臺(tái)3065上滑動(dòng)設(shè)有第二動(dòng)平臺(tái) 3061,步進(jìn)電機(jī)3063安裝在第二固定臺(tái)3065上并通過第二高品質(zhì) 彈性聯(lián)軸節(jié)3062連接有蝸桿3066，在第二動(dòng)平臺(tái)3061上設(shè)有與 蝸桿3066嚙合的蝸輪3067，在步進(jìn)電機(jī)3063上設(shè)有RS232接口 3064，其高精密旋轉(zhuǎn)軸系和精密研配的蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)，具有限位功
能，初始零位功能，采用步進(jìn)電機(jī)3063實(shí)現(xiàn)開環(huán)控制，步進(jìn)電機(jī) 3063的理論分辨率為o.ooor，雙邊重復(fù)精度達(dá)到士 0.001。，如圖4所 示。這樣不僅有高精度的位置傳感和較好的傳動(dòng)和制動(dòng)性能，而且 易于控制并有精確的定位功能。
第一六維高精度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)300和第二六維高精度運(yùn)動(dòng)平臺(tái) 400中第一 Y軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)303和第二 Y軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)403的 驅(qū)動(dòng)電機(jī)布置在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的下方，這樣避免因電機(jī)過大而造成其他 外設(shè)設(shè)備如機(jī)器視覺等無法工作，而且平臺(tái)夾具上端擴(kuò)展其他外設(shè)
設(shè)備更力口方便o
為方便對(duì)準(zhǔn)，所說的中間運(yùn)動(dòng)平臺(tái)200包含的繞Y軸旋轉(zhuǎn)平 臺(tái)2014，其特征分別包括高精密旋轉(zhuǎn)軸系、精密軸承導(dǎo)軌和精密 研配的蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)，采用第二步進(jìn)電機(jī)2011實(shí)現(xiàn)開環(huán)控制， RS232接口，第二步進(jìn)電機(jī)2011的理論分辨率為0.0001°，雙邊重復(fù) 精度達(dá)到士0.001。，并且第二步進(jìn)電機(jī)2011和滾珠螺桿通過高品質(zhì) 彈性聯(lián)軸節(jié)2012連接。
以lxiV陣列光纖和集成光子芯片的對(duì)準(zhǔn)和封裝為例，來說明本 發(fā)明工作時(shí)的具體工藝過程
1、 裝夾將潔凈的集成光子芯片裝夾在集成光子芯片夾具503 上；將lxiV陣列光纖分別裝夾在第一波導(dǎo)夾具502和第二波導(dǎo)夾具 504上。
2、 對(duì)準(zhǔn)通過第一六維高精度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)300和第二六維高精 度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)400來調(diào)節(jié)上述陣列光纖的位置，使用機(jī)器視覺或者紅 外相機(jī)進(jìn)行初步粗對(duì)準(zhǔn)，再通過相應(yīng)的算法控制上述六維平臺(tái)進(jìn)行 精對(duì)準(zhǔn)，以達(dá)到損耗的光功率最小。
3、 封裝通過點(diǎn)膠裝置進(jìn)行點(diǎn)膠，紫外燈固化，進(jìn)行封裝。
權(quán)利要求
1、一種陣列波導(dǎo)器件用的多維對(duì)準(zhǔn)平臺(tái)，其特征是在底板(100)上設(shè)有中間運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(2O0)，在所述的底板(100)上設(shè)有以所述的中間運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(200)左右對(duì)稱分布的兩臺(tái)六維高精度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，所述的中間運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(200)是在固立臺(tái)(202)上設(shè)有固定臺(tái)(2013)，在所述的固定臺(tái)(2013)上轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)有繞 Y 軸旋轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)(2014)，在所述的固定臺(tái)(2013)上安裝有通過第三高品質(zhì)彈性聯(lián)軸節(jié)(2012)與所述的繞Y軸旋轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)(2014)傳動(dòng)連接的第二步進(jìn)電機(jī)(2011)，在所述的繞Y軸旋轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)(2014)上設(shè)有轉(zhuǎn)接臺(tái)(203)，在所述的轉(zhuǎn)接臺(tái)(203)上方布置有所述的高精密通用的集成光子芯片夾具(503)和真空吸附口(5031)，每臺(tái)六維高精度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)是在所述的底板(100)上設(shè)有X軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，所述的X軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的動(dòng)平臺(tái)與Z軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的固定臺(tái)連接，在所述的Z軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的動(dòng)平臺(tái)上設(shè)有連接體，所述的連接體與Y軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的固定臺(tái)連接，所述的Y軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)尾部向下，所述的Y軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的動(dòng)平臺(tái)與繞Y軸旋轉(zhuǎn)Ty運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的固定臺(tái)連接，在所述的繞Y軸旋轉(zhuǎn)Ty運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的動(dòng)平臺(tái)上設(shè)有轉(zhuǎn)接板，所述的轉(zhuǎn)接板與繞X軸旋轉(zhuǎn)Tx運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的固定臺(tái)連接，所述的繞X軸旋轉(zhuǎn)Tx運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的動(dòng)平臺(tái)與繞Z軸旋轉(zhuǎn)Tz運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的固定臺(tái)連接，在所述的繞Z軸旋轉(zhuǎn)Tz運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的動(dòng)平臺(tái)上設(shè)有連接板和夾具，在所述的夾具上設(shè)有與所述的集成光子芯片夾具(503)對(duì)應(yīng)的高精密通用的波導(dǎo)夾具。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的陣列波導(dǎo)器件用的多維對(duì)準(zhǔn)平 臺(tái)，其特征是所述的六維高精度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的重心設(shè)在所述的X 軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和所述的Z軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的交點(diǎn)上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的陣列波導(dǎo)器件用的多維對(duì)準(zhǔn)平 臺(tái)，其特征是所述的X軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、Z軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)302/402 和Y軸軸向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)是在第一固定臺(tái)上設(shè)有線性滑塊導(dǎo)軌， 所述的線性滑塊導(dǎo)軌兩端設(shè)有零位開關(guān)和限位開關(guān)，在所述的線性 滑塊導(dǎo)軌上滑動(dòng)設(shè)有第一動(dòng)平臺(tái)，交流伺服電機(jī)通過安裝臺(tái)安裝在 所述的第一固定臺(tái)上并通過高品質(zhì)彈性聯(lián)軸節(jié)連接有高精密滾珠 螺桿，所述的高精密滾珠螺桿通過滑塊與所述的第一動(dòng)平臺(tái)連接， 在所述的第一固定臺(tái)上設(shè)有RS232接口 ，在所述的第一動(dòng)平臺(tái)上設(shè) 有光柵尺。
4、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的陣列波導(dǎo)器件用的多維對(duì)準(zhǔn)平 臺(tái)，其特征是所述的繞Y軸旋轉(zhuǎn)Ty運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、繞X軸旋轉(zhuǎn)Tx 運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和繞Z軸旋轉(zhuǎn)Tz運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)是在第二固定臺(tái)上滑動(dòng) 設(shè)有第二動(dòng)平臺(tái)，步進(jìn)電機(jī)安裝在所述的第二固定臺(tái)上并通過第二 高品質(zhì)彈性聯(lián)軸節(jié)連接有蝸桿，在所述的第二動(dòng)平臺(tái)上設(shè)有與所述 的蝸桿嚙合的蝸輪，在所述的步進(jìn)電機(jī)上設(shè)有RS232接口。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種陣列波導(dǎo)器件用的多維對(duì)準(zhǔn)平臺(tái)，在底板(100)上設(shè)有中間運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(200)，在所述的底板(100)上設(shè)有以所述的中間運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(200)左右對(duì)稱分布的兩臺(tái)六維高精度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。本發(fā)明設(shè)有六維高精度的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和其緊湊、合理的結(jié)構(gòu)布局，可有效應(yīng)用于要求高精度對(duì)準(zhǔn)的各種平面波導(dǎo)的對(duì)準(zhǔn)和封裝，并且可方便擴(kuò)展IR-CCD、機(jī)器視覺、點(diǎn)膠裝置、UV固化裝置等外設(shè)設(shè)備，且操作簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)范圍大，精度高。
文檔編號(hào)G02B6/30GK101363947SQ200810143178
公開日2009年2月11日 申請(qǐng)日期2008年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月10日
發(fā)明者段吉安, 煜 鄭 申請(qǐng)人:中南大學(xué)