專利名稱：帶有向心軸承的精密光學(xué)調(diào)整構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是關(guān)于一種帶有向心軸承的精密光學(xué)調(diào)整構(gòu)件。主要用于光學(xué)精密調(diào)整機(jī)構(gòu)中。
已有技術(shù)在以往的光學(xué)方位調(diào)整機(jī)構(gòu)中，廣泛采用頂拉方式的彈性元件，借以實(shí)現(xiàn)機(jī)械調(diào)整。這種調(diào)整機(jī)構(gòu)的彈性元件由絲桿及拉簧(或扭簧)構(gòu)成，它由絲桿的進(jìn)退運(yùn)動(dòng)和彈簧的反向作用力，實(shí)現(xiàn)角度或位移調(diào)整。這種機(jī)構(gòu)中最大的弱點(diǎn)就是其動(dòng)態(tài)性能差，隨著時(shí)間的變化機(jī)構(gòu)將發(fā)生變化。如果是三維調(diào)整機(jī)構(gòu)，外形體積大，很難用于小型器件中。(參見文獻(xiàn)1.NewportCatalog，1992，P.D1－E16；2.Opto－MechanicalSystemsDesign，P.R.Yoder，Jr.，MarcelDekker，Inc.，NewYork，1986.)本新型的目的是采用作為標(biāo)準(zhǔn)件的向心軸承作精密光學(xué)調(diào)整機(jī)構(gòu)中的關(guān)鍵調(diào)整構(gòu)件。使機(jī)構(gòu)能有很好的動(dòng)態(tài)性能，調(diào)整機(jī)構(gòu)一旦調(diào)整完畢，就可長(zhǎng)時(shí)間地保持穩(wěn)定不變，而且向心軸承是現(xiàn)成的標(biāo)準(zhǔn)件，把它用于光學(xué)精密調(diào)整中，可使構(gòu)件的成本大大降低。
本新型的結(jié)構(gòu)如附圖1所示，含有向心軸承1；外固定環(huán)2；內(nèi)固定環(huán)3；頂壓絲桿4和光學(xué)元件5。外固定環(huán)2與光學(xué)調(diào)整機(jī)構(gòu)連接，內(nèi)固定環(huán)3置于外固定環(huán)2之內(nèi)，內(nèi)固定環(huán)3通常呈階梯形，向心軸承1是置于內(nèi)外兩固定環(huán)3、2之間，并以內(nèi)外兩固定環(huán)3、2扣住向心軸承1。在內(nèi)固定環(huán)3底階的圓盤上有均勻分布的供頂壓絲桿4擰插的螺孔9，通常設(shè)有3個(gè)螺孔9如圖2所示。被調(diào)整的光學(xué)元件5置于內(nèi)固定環(huán)3的圓環(huán)之內(nèi)。頂壓絲桿4穿過內(nèi)固定環(huán)3底階圓盤上螺孔9頂壓在向心軸承1上。通過頂壓絲桿4的調(diào)節(jié)，使得向心軸承的內(nèi)環(huán)作球面向心運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到調(diào)節(jié)光學(xué)的方位。在光學(xué)精密方位的調(diào)整中，常用機(jī)構(gòu)有三點(diǎn)式方位調(diào)整、正交轉(zhuǎn)軸式方位調(diào)整和三維方位的調(diào)整。三點(diǎn)式方位調(diào)整用一個(gè)向心關(guān)節(jié)軸承即可實(shí)現(xiàn)，見附圖1；正交轉(zhuǎn)軸方位調(diào)整用兩個(gè)內(nèi)外向心關(guān)節(jié)軸承嵌套置放并兩者之間附以銷軸，即可實(shí)現(xiàn)兩維正交轉(zhuǎn)動(dòng)，見附圖3。在附圖3中所看到的向心軸承含有外向心關(guān)節(jié)軸承6，內(nèi)向心關(guān)節(jié)軸承7兩者之間有銷軸8。內(nèi)向心關(guān)節(jié)軸承實(shí)現(xiàn)垂軸轉(zhuǎn)動(dòng)，外向心關(guān)節(jié)軸承實(shí)現(xiàn)水平轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖5所示的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。向心關(guān)節(jié)軸承取為標(biāo)準(zhǔn)件，內(nèi)外徑相差很小，所以設(shè)計(jì)的調(diào)整構(gòu)件外形非常緊湊，廣泛適用于超小型激光器件和單頻激光器件的腔體調(diào)整，以及高動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的方位調(diào)整構(gòu)件。
所說的三維方位的調(diào)整是在內(nèi)外兩固定環(huán)3、2之間扣住的向心軸承為一列或者兩列向心球面軸承10，如圖4所示。


圖1為本實(shí)用新型的實(shí)施例1的帶有一個(gè)向心關(guān)節(jié)軸承的精密光學(xué)調(diào)整構(gòu)件的示意圖。
圖2為圖1中內(nèi)固定環(huán)3的右視圖。
圖3為實(shí)施例2含有兩個(gè)向心關(guān)節(jié)軸承正交轉(zhuǎn)動(dòng)式的精密光學(xué)調(diào)整構(gòu)件的示意圖。
圖4為實(shí)施例3，向心軸承采用向心球面軸承10的精密光學(xué)調(diào)整構(gòu)件的示意圖。
圖5為圖3實(shí)施例2，采用2個(gè)向心關(guān)節(jié)軸承的精密調(diào)正構(gòu)件的垂軸(Y軸)和水平方向(X軸)轉(zhuǎn)動(dòng)的示意圖。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
(1)向心軸承在調(diào)整過程中，球心為不動(dòng)點(diǎn)，把光學(xué)元件的主點(diǎn)放在球心不動(dòng)點(diǎn)上，調(diào)整過程中不帶入附加光程；(2)因向心軸承為底副運(yùn)動(dòng)，一旦方位調(diào)整完畢，結(jié)構(gòu)整體的靜態(tài)及動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性極高；(3)因向心軸承采用的是標(biāo)準(zhǔn)件，所以構(gòu)件的成本極低。體積小，實(shí)用價(jià)值很高。
實(shí)施例實(shí)施例1，采用本新型向心軸承的精密光學(xué)調(diào)整構(gòu)件，用于超小型激光器件的諧振腔調(diào)整機(jī)構(gòu)中，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如附圖1，向心軸承1選為GB304.5－81型1個(gè)。因向心關(guān)節(jié)軸承的動(dòng)態(tài)性能極佳，所以激光器的功率輸出可長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定，這是激光器件設(shè)計(jì)者共同努力的焦點(diǎn)。
實(shí)施例2，向心關(guān)節(jié)軸承采用ES型兩個(gè)，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。用于激光器諧振腔的調(diào)整上，調(diào)整結(jié)果穩(wěn)定可靠，激光器功率輸出穩(wěn)定性良好。
實(shí)施例3，置于內(nèi)外兩固定環(huán)3、2之間的向心軸承采用單列或者雙列向心球面軸承10，如圖4所示。標(biāo)準(zhǔn)件的向心球面軸承10為GB276－82或者GB281－84，用于KTP倍頻器中，作為光學(xué)元件5的KTP倍頻晶體置于內(nèi)固定環(huán)3的圓環(huán)內(nèi)，通過頂壓絲桿4的調(diào)整，達(dá)到方位調(diào)整，使內(nèi)固定環(huán)3帶著KTP倍頻晶體一起轉(zhuǎn)動(dòng)，使其達(dá)到同光軸或者偏振方位的精密調(diào)整，其組成的構(gòu)件小巧玲瓏，調(diào)整穩(wěn)定可靠，有很高的實(shí)用價(jià)值。
權(quán)利要求1.一種帶有向心軸承的精密光學(xué)調(diào)整構(gòu)件，其特征在于含有與調(diào)整機(jī)構(gòu)連接的外固定環(huán)(2)，在外固定環(huán)(2)之內(nèi)有呈階梯形的內(nèi)固定環(huán)(3)，外固定環(huán)(2)和內(nèi)固定環(huán)(3)之間扣住向心軸承(1)，在階梯形的內(nèi)固定環(huán)(3)的底階圓盤上有均勻分布的供頂壓絲桿(4)擰插的螺孔(9)，頂壓絲桿(4)穿過螺孔(9)頂壓在向心軸承(1)上，被調(diào)整的光學(xué)元件(5)置于內(nèi)固定環(huán)(3)的圓環(huán)之內(nèi)。
2.依據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有向心軸承的精密光學(xué)調(diào)整構(gòu)件，其特征在于所說的向心軸承(1)是向心關(guān)節(jié)軸承，或者是向心球面軸承。
3.依據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種帶有向心軸承的精密光學(xué)調(diào)整構(gòu)件，其特征在于向心關(guān)節(jié)軸承是1個(gè)或者兩個(gè)，向心球面軸承是單列或者雙列。
4.依據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種帶有向心軸承的精密光學(xué)調(diào)整構(gòu)件，其特征在于置于外固定環(huán)(2)和內(nèi)固定環(huán)(3)之間內(nèi)、外兩個(gè)向心關(guān)節(jié)軸承(7)、(6)是嵌套置放并兩者之間有銷軸(8)。
專利摘要本實(shí)用新型是一種帶有向心軸承的精密光學(xué)調(diào)整構(gòu)件，主要用于光學(xué)精密的調(diào)整機(jī)構(gòu)中。它含有呈階梯形的內(nèi)固定環(huán)置于與調(diào)整機(jī)構(gòu)連接的外固定環(huán)之內(nèi)，內(nèi)外兩固定環(huán)之間扣住向心軸承，精密頂壓絲桿穿過內(nèi)固定環(huán)底階圓盤上均勻分布的螺孔頂壓在向心軸承上，調(diào)整頂壓絲桿使其內(nèi)固定環(huán)帶動(dòng)置于它環(huán)內(nèi)的光學(xué)元件一起動(dòng)作，以達(dá)到其光學(xué)調(diào)整的目的。本新型具有靜態(tài)或者動(dòng)態(tài)調(diào)整的穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、構(gòu)件成本低廉、實(shí)用價(jià)值高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G02B7/00GK2211608SQ94239918
公開日1995年11月1日 申請(qǐng)日期1994年12月28日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月28日
發(fā)明者朱健強(qiáng), 王國(guó)興, 周根法, 范滇元, 鄧錫銘 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所