一種自由空間光學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，所述兩個基片之間設(shè)置有至少一個反射鏡和至少一個準直器，以使準直器輸入光經(jīng)反射鏡反射后以最小插損值從準直器輸出，所述反射鏡的上下兩端面分別與兩個基片緊密貼合，所述準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)對稱，穩(wěn)定性高，確保各光學組件在自由空間的自由度，定位精準及很好的產(chǎn)品溫度性能。
【專利說明】-種自由空間光學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組件的雙基片固定裝置及其方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，光纖通信系統(tǒng)飛速發(fā)展，廣泛應用于通信系統(tǒng)中的各個行業(yè)，而光學器 件、光模塊、激光器等作為光纖通信系統(tǒng)的重要組成部分，市場需求量日益增加。隨著光纖 網(wǎng)絡的應用越來越普及，尤其是光纖到戶（FTTH)及光纖有線電視（CATV)的普及應用，對系 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。
[0003] 目前自由空間光學器件的產(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元件的光學器件產(chǎn)品，穩(wěn)定性能不是很好，高低溫 時產(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元件 的方式，圖1所示的為最簡反射式示意圖，包括基片11、準直器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)試準直器21，準直器21輸入光經(jīng)反射鏡31 反射后由準直器21輸出，調(diào)到插損最小值時將準直器21固定，將墊片41和墊片42塞入準 直器21和基片11之間，讓墊片41和42的側(cè)面與準直器21緊密配合，墊片41和42的底 面與基片11緊密配合，將準直器21固定在基片11上。
[0004] 這種單基片固定光學元件的光學器件產(chǎn)品，由于結(jié)構(gòu)上下不對稱，所用的光學元 件以及膠的熱膨脹系數(shù)不可能完全一致，在高低溫時，如圖2所示，會發(fā)生A形變或者B形 變。因此，目前這種單基片固定光學元件的方式，溫度穩(wěn)定性能不是很好。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題做出改進，即本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是 提供一種自由空間光學組件的雙基片固定裝置及其方法，結(jié)構(gòu)對稱，穩(wěn)定性高，確保各光學 組件在自由空間的自由度，定位精準及很好的產(chǎn)品溫度性能。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一種技術(shù)方案是：一種自由空間光學組件的雙 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)置有至少一個反射鏡，所述第 一基片上還設(shè)置有至少一個準直器，以使準直器輸入光經(jīng)反射鏡反射后以最小插損值從準 直器輸出，所述準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)面與準直器 側(cè)壁緊密貼合，其底面與第二基片緊密貼合。
[0007] 進一步的，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，以使準直器被穩(wěn)定的固定在兩個基片內(nèi)，所述反射鏡的接觸面也采用雙固化粘合 劑固定在兩個基片內(nèi)。
[0008] 進一步的，所述準直器為單光纖準直器、雙光纖準直器或多光纖準直器。
[0009] 進一步的，所述反射鏡為濾光片、透光片或標準具。
[0010] 進一步的，所述基片、準直器、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)問題，本發(fā)明的另一種技術(shù)方案是：一種自由空間光學組件的 雙基片固定方法，該方法采用如上述的裝置，按以下步驟進行： (1) 將反射鏡用雙固化粘合劑固定在兩個基片內(nèi)，然后調(diào)試準直器，使準直器輸入光經(jīng) 反射鏡反射后由準直器輸出，調(diào)到插損最小值時將準直器固定； (2) 將兩塊墊片塞入準直器和第一基片之間，讓墊片的側(cè)面與準直器緊密配合，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，進而將 準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直器上，兩塊墊片塞入準直器和第二基片之間， 讓墊片的側(cè)面與準直器緊密配合，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，進而將準直器固定在第二基片上。
[0012] 進一步的，所述準直器為單光纖準直器、雙光纖準直器或多光纖準直器。
[0013] 進一步的，所述反射鏡為濾光片、透光片或標準具。
[0014] 進一步的，所述基片、準直器、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)對稱，穩(wěn)定性高，確保各 光學組件在自由空間的自由度，定位精準及很好的產(chǎn)品溫度性能： 1. 基片、準直器、反射鏡和墊片等光學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. 用雙基片的方式來固定光學元件，使光學元件在宏觀上構(gòu)成上下對稱結(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，可以達到nm(納米)級 另IJ，角度形變量可以達到〇. 01角度秒； 4. 準直器可以是單光纖準直器、雙光纖準直器或多光纖準直器，適用范圍大； 5. 準直器與基片之間的固定也可以用其他形狀的墊片，只要一個側(cè)面能與準直器緊密 配合，底面能與基片緊密配合； 6. 具體的光路，對于反射光路，透射光路，反射透射組合光路，都是簡單適用的。
[0016] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步詳細的說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1為現(xiàn)有的一種自由空間光學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組件的光學器件高低溫形變示意圖。
[0019] 圖3為本發(fā)明實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中裝置的光學器件高低溫形變示意圖。
[0021] 圖5為本發(fā)明實施例_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-準直器，22-第二準直器，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-| 學器件高低溫形變。

【具體實施方式】
[0025] 實施例一：如圖3所示，為本發(fā)明的一種自由空間光學組件的雙基片固定方式立 體不意圖(準直器反射型)，包括第一基片11、第二基片12、準直器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)試準直器21，準直器21輸入光經(jīng)反射鏡31反射后由準直器21輸出，調(diào)到 插損最小值時將準直器21固定，將第一墊片41和第二墊片42塞入準直器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，進而 將準直器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和準直器21上， 準直器21和第二基片12之間用第三墊片43和第四墊片44來固定。光學元件與基片，光 學元件與光學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組件的光學器件高低溫形變示意圖。當 高低溫時，光學器件會發(fā)生形變，當有上下兩片基片時，A1形變和A2形變相互抵消或者B1 形變和B2形變相互抵消，因此整個光學器件就只有很小的nm級別的形變，因此具有很好溫 度穩(wěn)定性能。
[0027] 實施例二：如圖5所示，是本發(fā)明的另一種自由空間光學組件的雙基片固定方式 立體示意圖(準直器透射型)，包括第一基片11、第二基片12、準直器21、第二準直器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)準直器21和第二準直器22,輸入光經(jīng)濾波片51透射后由第二準直器22接收 輸出，調(diào)到插損最小值時將準直器21和第二準直器22固定。將第一墊片41和第二墊片42 塞入準直器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、準直器21和第二準直器22上，準直器21和第二基片12之間用 第三墊片43和第四墊片44來固定，第二準直器22和第二基片12之間用第七墊片47和第 八墊片48來固定。光學元件與基片，光學元件與光學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] 實施例三：如圖6所示，是一種單基片固定光學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應的平面鏡反射回來，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調(diào)節(jié)干涉臂長度以及改變介質(zhì)的折射 率來實現(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元件的邁克爾遜干 涉儀包括第一基片11、準直器21、第二準直器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，另一束光被第二反射鏡32反射回來。反射回 的兩束光再經(jīng)過分光片61時又被分為兩束光，從而發(fā)生干涉，干涉輸出的兩束光一束由準 直器21接收輸出，另一束光由第二準直器22接收輸出。準直器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用的立 體圖。包括第一基片11、第二基片12、準直器21、第二準直器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也可以是標準具，在這種情況下，再滿足兩個干涉 臂長度的一些特定條件，構(gòu)成一個典型的梳狀濾波器。
[0031] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與 修飾，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種自由空間光學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，所述兩個基片之間設(shè)置有至少一個反射鏡和至少一個準直器，以使準直器輸入光經(jīng)反 射鏡反射后以最小插損值從準直器輸出，所述反射鏡的上下兩端面分別與兩個基片緊密貼 合，所述準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，以使準直器被穩(wěn)定 的固定在兩個基片內(nèi)，所述反射鏡的接觸面也采用雙固化粘合劑固定在兩個基片內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自由空間光學組件的雙基片固定裝置，其特征在于：所述準 直器為單光纖準直器、雙光纖準直器或多光纖準直器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自由空間光學組件的雙基片固定裝置，其特征在于：所述反 射鏡為濾光片、透光片或標準具。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自由空間光學組件的雙基片固定裝置，其特征在于：所述基 片、準直器、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)試準直器，使準直器輸入光經(jīng) 反射鏡反射后由準直器輸出，調(diào)到插損最小值時將準直器固定； (2) 將兩塊墊片塞入準直器和第一基片之間，讓墊片的側(cè)面與準直器緊密配合，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，進而將 準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直器上，兩塊墊片塞入準直器和第二基片之間， 讓墊片的側(cè)面與準直器緊密配合，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，進而將準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組件的雙基片固定方法，其特征在于：所述準 直器為單光纖準直器、雙光纖準直器或多光纖準直器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的自由空間光學組件的雙基片固定方法，其特征在于：所述反 射鏡為濾光片、透光片或標準具。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的自由空間光學組件的雙基片固定方法，其特征在于：所述基 片、準直器、反射鏡和墊片均采用玻璃材料或低膨脹率材料。
【文檔編號】G02B6/26GK104142536SQ201410423445
【公開日】2014年11月12日 申請日期: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 申請人:福州百訊光電有限公司