專利名稱：用于尾纖連接系統(tǒng)的自動光學(xué)芯片保持器的制作方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明總的涉及尾纖連接系統(tǒng)(pigtailing system)中的光學(xué)芯片(optical chip)保持器，特別是涉及用于在一個自動化的大規(guī)模尾纖連接(mass-pigtailing)系統(tǒng)中裝載光學(xué)芯片和卸載尾纖連接后的光學(xué)芯片的自動光學(xué)芯片保持器。
2.背景技術(shù)在尾纖連接過程中，必須使光纖精確地、牢靠地對準集成光學(xué)芯片波導(dǎo)件。否則，通過最終形成的裝置傳播的光信號就會由于衰減和其它光學(xué)損失而嚴重地退化。此外，還不希望采取勞動強度高的加工工藝。從效率角度出發(fā)，最希望的是，用于裝載光學(xué)芯片、精確對準、進行尾纖連接和卸載的整個尾纖連接過程是自動的和可重復(fù)的。
已經(jīng)考慮的一種方案涉及采用真空夾盤。通常，將光學(xué)芯片放置在一夾盤平臺表面上，該表面具有連通于一氣室(plenum)的空氣管道。接著，將氣室中的空氣抽空，所形成的真空吸力可將光學(xué)芯片保持抵靠在所述平臺表面上。然而，該方案有幾個缺陷。首先，真空夾盤趨向于生成可能導(dǎo)致光學(xué)芯片發(fā)生小震動和搖晃的空氣波動。因此，在膠合劑固化過程中，不能使光學(xué)芯片保持穩(wěn)定。更重要的是，膠合劑固化過程中的收縮應(yīng)力將導(dǎo)致光學(xué)芯片的波導(dǎo)件不能對準光纖或光纖集束塊。結(jié)果是，該裝置的可靠性較低，最終形成的光學(xué)損失較高。該方法的另一個缺陷是，它取決于勞動熟練程度。需要操作者用手來裝載光學(xué)芯片以及卸下尾纖連接后的光學(xué)芯片。由于這是一個非常細致的操作，尾纖連接過程成功與否在很大程度上取決于操作者的經(jīng)驗。
在另一個已考慮的方案中，采用一滑動機構(gòu)來將光學(xué)芯片保持在位。利用光學(xué)芯片的基底來作為支承基準。雖然這樣可以提高光學(xué)裝置的穩(wěn)定性，但最終形成的芯片的厚度偏離(thickness dispersion)會給該過程的可重復(fù)性帶來負面影響。與上述方法一樣，該方法也需要操作者用手來裝載光學(xué)芯片以及卸下尾纖連接后的光學(xué)芯片。同樣地，由于這是一個非常細致的操作，尾纖連接過程成功與否在很大程度上取決于操作者的經(jīng)驗。
因此，需要一種能使光學(xué)芯片在尾纖連接系統(tǒng)中精確地、牢靠地和可重復(fù)地定位和對準的自動芯片保持器。另外，還需要這樣一種自動芯片保持器，它只需操作者付出最小的勞動就可以自動地裝載光學(xué)芯片以及卸載尾纖連接后的光學(xué)芯片。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決以上所討論的傳統(tǒng)系統(tǒng)中的問題。本發(fā)明的自動芯片保持器能自動地、精確地將光學(xué)芯片裝載和定位在預(yù)定的位置上。芯片被夾緊在用于進行尾纖連接的位置上，這是通過能將芯片固定在二維平面中的柔軟的彈性材料來實現(xiàn)的。彈性夾緊材料可彌補夾盤平臺的硬表面上的不規(guī)整，從而使施加于芯片的壓力更均勻地分布。因此，可大大減小微振現(xiàn)象并避免對芯片造成損壞，從而提高生產(chǎn)率。此外，在定位和對準過程中，夾緊材料的彈性可對相對較粗的定位調(diào)節(jié)加以彌補。在尾纖連接之后，操作者只需最小的勞力就可以將尾纖連接后的芯片自動地卸載。芯片保持器可適應(yīng)各種形狀和尺寸的光學(xué)芯片。
本發(fā)明的一個方面是，涉及一種用于將光學(xué)芯片定位在一尾纖連接系統(tǒng)中的自動芯片保持器。光學(xué)芯片具有一配準邊緣和一配準表面。該自動芯片保持器可將光學(xué)芯片定位在一個三維空間內(nèi)，這個三維空間是一個具有x軸、y軸和z軸的直角坐標系。自動芯片保持器包括一支承座，該支承座具有一設(shè)置成平行于x軸的滑軌；一配準元件，該配準元件固定于支承座，用以在三維空間內(nèi)限定一個對準位置；一可調(diào)夾盤組件，該組件可滑動地設(shè)置在滑軌上，用以使光學(xué)芯片在一器件互換位置和對準位置之間移動，可調(diào)夾盤組件可沿x軸方向移動，并且可響應(yīng)沿x軸方向的一個力沿z軸方向調(diào)節(jié)；以及一驅(qū)動單元，該驅(qū)動單元連接于可調(diào)夾盤組件，用以對可調(diào)夾盤組件施加x軸的力。
在另一個方面，本發(fā)明包括一種用于在一采用自動芯片保持器的尾纖連接系統(tǒng)中對一光學(xué)器件進行自動定位的方法。光學(xué)器件包括一配準邊緣和一配準表面。自動芯片保持器包括一具有一滑軌的支承座、一固定于支承座并用于限定光學(xué)芯片在一個三維空間內(nèi)的對準位置的配準元件，三維空間是一個具有x軸、y軸和z軸的直角坐標系。該定位方法包括如下步驟提供一可調(diào)夾盤組件，該組件可滑動地設(shè)置在滑軌上，用以使光學(xué)芯片在一器件互換位置和對準位置之間移動，可調(diào)夾盤組件可沿x軸方向移動，并且可響應(yīng)沿x軸方向的一個力沿z軸方向作調(diào)節(jié)；以及施加x軸方向的力，以使光學(xué)芯片從一器件互換位置移動至對準位置。
本發(fā)明的其余特征和優(yōu)點將通過以下的詳細描述來加以闡述，熟悉本領(lǐng)域的人員從描述中很容易部分地理解或?qū)嵤┍景l(fā)明，本發(fā)明的揭示內(nèi)容包括以下的描述、權(quán)利要求書以及附圖。
應(yīng)該理解，前面的總的描述和以下的詳細描述都僅僅是本發(fā)明的舉例描述，旨在提供一個用于理解本發(fā)明的特性和特征的概括或框架。揭示內(nèi)容中所包括的附圖是為了進一步地理解本發(fā)明，這些附圖構(gòu)成說明書的一部分。各附圖示出了本發(fā)明的各種實施例，它們與說明書中的文字一起用來解釋本發(fā)明的原理和操作。
附圖簡要說明

圖1是本發(fā)明的自動芯片保持器的側(cè)視圖；圖2是本發(fā)明的自動芯片保持器的后視圖；圖3是一詳示圖，示出了在對準過程中沿Z方向施加的均勻的力；圖4是本發(fā)明之配準元件的詳示圖；圖5是本發(fā)明之可調(diào)夾盤組件的側(cè)面詳示圖；圖6是一詳示圖，示出了在對準過程中沿X方向施加的均勻的力；圖7是本發(fā)明之可調(diào)夾盤組件的后側(cè)詳示圖；圖8是本發(fā)明之自動芯片保持器的器件互換位置的詳示圖；圖9是本發(fā)明之自動芯片保持器的對準位置的詳示圖。
對較佳實施例的詳細描述現(xiàn)請參見本發(fā)明的較佳實施例，附圖中示出了其中的一個例子。只要可能，附圖中凡是相同的標號表示相同或類似的部件。圖1中示出了本發(fā)明的自動芯片保持器的一個實施例，該保持器由標號10總的表示。
按照本發(fā)明，該自動芯片保持器10包括一可調(diào)夾盤組件40，該組件可將光學(xué)芯片100移至三維空間中的一個精確的位置上。光學(xué)芯片100被設(shè)置在一彈性墊上，并靠近一彈性楔子，以保護芯片在夾緊過程中免遭損壞。在尾纖連接過程中，彈性材料可沿著水平方向和垂直方向施加均勻的夾緊力。這是一個重要的特征，藉此可以吸收微振，消除由于收縮應(yīng)力所造成的芯片不對準。采用彈性材料還有其它的優(yōu)點。其中，夾頭的增量移動并不要求像具有硬的非彈性表面的夾緊件那樣精確。如果非彈性夾緊件在芯片上施加過高的力，就可能損壞芯片。因此，必須以更嚴格的誤差來進行運動控制，以避免這種損壞。另一方面，彈性材料是包容的，可以適應(yīng)在夾緊時具有較粗增量移動的夾盤組件。因此，可以避免精確的運動控制以及相關(guān)的成本。還應(yīng)注意，彈性楔子是可互換的，從而允許可調(diào)夾盤組件40接納各種尺寸和性質(zhì)的光學(xué)芯片。
如上所述，自動芯片保持器10可以將光學(xué)芯片100定位在三維空間內(nèi)的一個精確的位置上。在本文中，所謂“三維空間”是指具有相互垂直的x、y和z軸的特定坐標系。自動芯片保持器10的長度對應(yīng)于x軸，寬度對應(yīng)于y軸，高度對應(yīng)于z軸。
如文中所述和如圖1所示，自動芯片保持器10包括一支承座12，該支承座可作為自動芯片保持器10的底座。支承座12包括滑軌14，滑軌是用來引導(dǎo)夾盤組件40沿x軸雙向移動的突起部分。配準元件20連接于支承座12，并限定了光學(xué)芯片100在三維空間內(nèi)的對準位置?？烧{(diào)夾盤組件40可滑動地設(shè)置在支承座12上，并在一器件互換位置和所述對準位置之間攜帶光學(xué)芯片100。可調(diào)夾盤組件40包括一可沿x軸移動的輸送元件42，以及一可沿z軸的位置調(diào)節(jié)光學(xué)芯片100的可調(diào)平臺50。下面將更詳細地討論器件互換位置和對準位置。可轉(zhuǎn)動螺桿62連接于可調(diào)夾盤組件40。可轉(zhuǎn)動螺桿62借助螺旋傳動來驅(qū)動可調(diào)夾盤組件40沿x軸雙向地移動。步進電動機60連接于可轉(zhuǎn)動螺桿62，并且能根據(jù)需要作順時針或逆時針地旋轉(zhuǎn)。可編程邏輯控制器(PLC)64連接于步進電動機62。自動保持器10的操作順序儲存在PLC64中。
按照本發(fā)明，配準元件20還可以包括立柱元件26，該立柱元件固定于支承座12并沿著平行于z軸的方向延伸。立柱元件26連接于懸臂28，該懸臂平行于支承座12。在懸臂28的與立柱元件26間隔的位置上設(shè)置有一可調(diào)擋止元件30。擋止元件與立柱的間隔距離是可變的，以適應(yīng)不同尺寸的芯片。懸臂28的位于擋止元件30和立柱元件26之間的表面區(qū)域24是與配準表面104相對應(yīng)的z軸對準基準。立柱表面22可為光學(xué)芯片100的配準邊緣102提供一個x軸的對準基準。
如文中所述和如圖2所示，本發(fā)明的自動芯片保持器10包括一懸臂元件28，該懸臂元件具有形成敞開區(qū)域284的臂部280和282?？烧{(diào)擋止元件30包括沿z軸方向向下延伸入敞開區(qū)域284的擋止片32?？烧{(diào)平臺50包括沿z軸方向向上延伸的舌形元件54。當可調(diào)平臺50沿z軸向上移動時，光學(xué)芯片100被平臺50相對于表面24夾緊，這樣就定位出z軸對準的配準表面104。在夾緊過程中，彈性墊524支承著光學(xué)芯片100，并沿z軸方向提供均勻的夾緊力。彈性墊524可補償可調(diào)平臺的表面不規(guī)整，否則這種表面不規(guī)整會產(chǎn)生一種不均勻的壓力分布。請注意，在特定的情況下，舌形元件54和擋止片32互鎖，從而防止可調(diào)平臺50移動。
如文中所述和如圖3所示，由彈性墊524所施加的均勻的夾緊力大約等于100克/毫米。術(shù)語“勻勻的力”意指由彈性墊524所施加的線性力在彈性墊524與光學(xué)芯片100之間的每個接觸點上都相等。
圖4是本發(fā)明的配準元件20在由x軸和y軸所形成的平面上的詳示圖。懸臂28的臂部280和282連接于立柱元件26，以形成一個具有敞開區(qū)域284的U形。可調(diào)擋止元件30設(shè)置在臂部280和282上，并且可以沿著x軸調(diào)節(jié)可以適應(yīng)光學(xué)芯片的各種尺寸。對于特定尺寸的光學(xué)器件而言，可調(diào)擋止件的位置由固定裝置34加以固定。固定裝置34可以是已知的任何型式，圖中舉例表示了一壓抵于臂部280的固定螺釘。圖4還示出了與舌形元件54互鎖的擋止片32。在進行x軸方向的對準時，隨著輸送元件42沿x軸方向前進，配準邊緣102借助彈性楔子522彈性地壓抵于立柱表面22。立柱表面22是x軸的基準。為了減小光學(xué)芯片100與x軸基準面22之間的摩擦力，并確保基準面的精度，在立柱元件26上設(shè)置有缺口220。因此，可以將光學(xué)芯片100與x軸基準面22之間的接觸點減小成一個小區(qū)域。
圖5是本發(fā)明之可調(diào)夾盤組件的側(cè)面詳示圖。按照本發(fā)明，可調(diào)夾盤組件40還可以包括輸送元件42和可調(diào)平臺50。輸送元件42設(shè)置在支承座12上，并連接于螺桿62。輸送元件42通過螺桿62的轉(zhuǎn)動而沿x軸雙向地移動。輸送元件42包括用于支承可調(diào)平臺50的輸送斜面46和48。斜面46和48被精細地磨光，并涂覆有聚四氟乙烯以降低摩擦系數(shù)。設(shè)置有輸送擋止邊緣44來限制可調(diào)平臺50的移動。
如圖5所示，可調(diào)平臺50設(shè)置在輸送元件42上。可調(diào)平臺50是可拆除的，不通過任何連接件或粘合劑連接于輸送元件42。可調(diào)平臺50僅通過重力和摩擦力保持在位，從而允許在拋光的斜面46、48上自由地滑動?？烧{(diào)平臺50包括載臺(stage)元件52、舌形元件54和平臺擋止邊緣56。載臺元件52配備有彈性楔子522，如上所述，該彈性楔子可以在夾緊和對準過程中提供均勻的夾緊力。光學(xué)芯片100設(shè)置在彈性墊板524上。與輸送斜面46和48相對應(yīng)，設(shè)置有載臺斜面526和528。斜面526和528也是拋光的，并涂覆有聚四氟乙烯。光學(xué)芯片100沿z軸的位置可通過使斜面526和528在斜面46和48上滑動來調(diào)節(jié)。如上所述，當舌形元件54與可調(diào)擋止元件30相互鎖定時，舌形元件54可阻止可調(diào)平臺50沿x軸方向移動。平臺擋止邊緣56可與輸送擋止邊緣44相互鎖定，藉以防止可調(diào)平臺50完全滑離輸送元件42。
如文中所述和如圖6所示，由彈性楔子522所施加的均勻的夾緊力大約等于40克/毫米。z軸方向的力和x軸方向的力之比為大約5∶2。然而，x軸方向的力可以小到10克/毫米。術(shù)語“均勻的力”也意味著由彈性楔子522所施加的線性力在彈性楔子522與光學(xué)芯片100的每個接觸點上都相等。彈性楔子522可補償平臺52的任何表面不規(guī)整，這種表面不規(guī)整可能在光學(xué)芯片100上產(chǎn)生不均勻的壓力分布。
圖7是本發(fā)明之可調(diào)夾盤組件的后側(cè)詳示圖。輸送元件42具有形成在底面上的導(dǎo)軌引導(dǎo)件16。導(dǎo)軌引導(dǎo)件16與支承座12的滑軌14相配合。擋止邊緣56裝配在輸送元件42上，藉以使斜面526和528抵靠在斜面46和48上。這種設(shè)計可以消除夾盤組件40沿y軸的移動。光學(xué)芯片100設(shè)置在彈性墊524上。如圖所示，彈性墊524嵌設(shè)在沿載臺元件52的邊緣形成的槽內(nèi)，并且如上所述的那樣提供沿z軸方向的均勻的夾緊力。在一個實施例中，當把可調(diào)平臺50設(shè)置在輸送元件42上以建立y軸對準之前，光學(xué)芯片100在載臺元件52上的位置是預(yù)定的和固定的。借助，將光學(xué)芯片100和可調(diào)平臺50作為一個整體降低到輸送元件42上。在另一個實施例中，先將可調(diào)平臺50設(shè)置在輸送元件42上，而后再裝載光學(xué)芯片100。在該實施例中，一真空夾盤將光學(xué)芯片100攜帶至可調(diào)平臺50，并將光學(xué)芯片100設(shè)置在可調(diào)平臺50的預(yù)定位置上。因此，在這些實施例中，當把光學(xué)芯片100裝載進入自動保持器10時，光學(xué)芯片自動地對準y軸。
下面將結(jié)合圖8和9來描述自動芯片保持器10的工作情況。圖8是夾盤組件40在本發(fā)明的自動芯片保持器10的器件互換位置上的詳示圖?？烧{(diào)夾盤組件40設(shè)置在支承座12上，其沿x軸的位置靠近支承座12的端壁18。就是在這個位置上裝載光學(xué)芯片100以及將尾纖連接后的光學(xué)芯片從自動芯片保持器10上卸載。如上所述，y軸的對準是在裝載過程中實現(xiàn)的。通過正確地選擇彈性楔子522的尺寸，就可以使配準邊緣102對準載臺邊緣520。載臺邊緣520對準輸送元件邊緣420，以在可調(diào)平臺50和懸臂元件28之間提供所需的x軸間隙。一旦完成裝載，就可以使可調(diào)平臺50在輸送元件42上向前滑動，直到平臺擋止邊緣56與輸送擋止邊緣44相接觸。這樣可以增加配準表面104與z軸基準面(即表面24)之間的z軸間隙。當輸送元件42沿x軸方向向?qū)饰恢们斑M時，必須有足夠的間隙供舌形元件54從可調(diào)擋止元件30的擋止片32下方通過。
圖9是本發(fā)明之自動芯片保持器10的對準位置的詳示圖。根據(jù)光學(xué)芯片100的尺寸和厚度，步進電動機60在PLC 64的控制下(兩者都未圖示)驅(qū)動輸送元件42從器件互換位置進入x軸對準位置。一旦輸送元件42到達x軸上的對準位置，配準邊緣102壓抵于x軸對準基準面22，可調(diào)平臺50停止沿x軸的移動。這時，由彈性楔子522對光學(xué)芯片100的相對邊緣施加均勻的x軸力。由于可調(diào)平臺50不能再沿x軸移動，斜面46和48在斜面526和528下方滑動，迫使可調(diào)平臺50沿z軸向上朝著z軸基準面24滑動。接著，舌形元件54與擋止片32互鎖，對準面104相對于表面24夾緊。當光學(xué)芯片100被彈性夾緊時，步進電動機60停止運轉(zhuǎn)，可轉(zhuǎn)動螺桿62停止轉(zhuǎn)動。可轉(zhuǎn)動的螺桿62固定在位直到完成尾纖連接過程，使由彈性楔子522和彈性墊528施加在光學(xué)芯片100上的均勻的力得以保持，在尾纖連接完成之后，使尾纖連接后的芯片重新回到如圖8所示的器件互換位置。步進電動機60重新啟動，使可轉(zhuǎn)動螺桿62方向轉(zhuǎn)動，導(dǎo)致輸送元件42沿x軸方向縮回。輸送元件42沿x軸方向移動，舌形元件54壓抵擋止片32，阻止可調(diào)平臺50沿x軸移動。斜面46和48在斜面526和528下方滑動，而可調(diào)平臺50沿z軸方向向支承座12移動。一旦舌形元件54與擋止片32脫開，可調(diào)夾盤組件40就作為一個整體沿x軸的反方向向器件互換位置移動。一旦到達該位置，就可以將尾纖連接后的芯片換成一個未加工的芯片，再重復(fù)進行上述過程。
熟悉本領(lǐng)域的人員可以在不偏離本發(fā)明精神和保護范圍的情況下作出各種改動和變型。因此，本發(fā)明涵蓋了這些落入所附權(quán)利要求及其等同物的范圍內(nèi)的改動和變型。
權(quán)利要求
1.一種用于在尾纖連接系統(tǒng)中對一光學(xué)芯片進行定位的自動芯片保持器，所述光學(xué)芯片具有一配準邊緣和一配準表面，所述自動芯片保持器可將所述光學(xué)芯片定位在一個三維空間內(nèi)，這個三維空間是一個具有x軸、y軸和z軸的直角坐標系，所述自動芯片保持器包括一支承座，該支承座具有一設(shè)置成平行于所述x軸的滑軌；一配準元件，該配準元件相對于支承座固定，用以在所述三維空間內(nèi)限定一個對準位置；一可調(diào)夾盤組件，該組件可滑動地設(shè)置在所述滑軌上，用以使所述光學(xué)芯片在一器件互換位置和所述對準位置之間移動，所述可調(diào)夾盤組件可沿x軸方向移動，并且可響應(yīng)沿x軸方向的一個力沿z軸方向調(diào)節(jié)；以及一驅(qū)動單元，該驅(qū)動單元連接于所述可調(diào)夾盤組件，用以對所述可調(diào)夾盤組件施加x軸的力。
2.如權(quán)利要求1所述的自動芯片保持器，其特征在于，所述驅(qū)動單元還包括一連接于所述可調(diào)夾盤組件的可轉(zhuǎn)動螺桿元件，其中所述可轉(zhuǎn)動螺桿元件通過轉(zhuǎn)動來施加x軸的力；一連接于所述可轉(zhuǎn)動螺桿元件的步進電動機，用以驅(qū)動所述可轉(zhuǎn)動螺桿元件，其中所述步進電動機可順時針或逆時針地旋轉(zhuǎn)；以及一連接于所述步進電動機的可編程邏輯控制器，用以控制所述步進電動機。
3.如權(quán)利要求1所述的自動芯片保持器，其特征在于，所述配準元件還包括一x軸對準基準，通過使所述配準邊緣對準所述x軸基準，就可以使光學(xué)芯片沿x軸方向?qū)剩灰约耙粃軸對準基準，通過使所述配準邊緣對準所述z軸基準，就可以使光學(xué)芯片沿z軸方向?qū)省?br> 4.如權(quán)利要求3所述的自動芯片保持器，其特征在于，所述配準元件還包括一固定于所述支承座并沿平行于z軸的方向延伸的支柱元件，其中x軸對準基準是所述支柱元件的至少一個表面；一固定于所述支柱元件并沿平行于支承座的方向延伸的懸臂元件，其中z軸對準基準是所述懸臂元件的一個表面區(qū)域；以及一可動地連接于所述懸臂元件的可調(diào)擋止元件，其中z軸對準基準設(shè)置在所述可調(diào)擋止元件和所述立柱元件之間。
5.如權(quán)利要求4所述的自動芯片保持器，其特征在于，所述可調(diào)夾盤組件可以這樣來進行對準，即，使所述配準邊緣對準所述x軸基準，并使所述配準表面對準所述z軸基準。
6.如權(quán)利要求5所述的自動芯片保持器，其特征在于，所述可調(diào)擋止元件包括一擋止片，用于在所述對準位置時，阻止可調(diào)夾盤組件沿x軸方向移動。
7.如權(quán)利要求4所述的自動芯片保持器，其特征在于，所述可調(diào)夾盤組件還包括一輸送元件，該輸送元件設(shè)置在所述滑軌上，可操作地連接于所述驅(qū)動單元，并且可響應(yīng)x軸方向上的作用力而沿x軸方向移動；以及一用于保持所述光學(xué)芯片的可調(diào)平臺，所述可調(diào)平臺設(shè)置在所述輸送元件上，可響應(yīng)所述輸送元件在x軸方向上的移動而沿z軸方向作調(diào)節(jié)，其中，在所述器件互換位置上，所述可調(diào)平臺和光學(xué)芯片是作為一個整體裝載到可調(diào)夾盤組件上以及從可調(diào)夾盤組件上卸載。
8.如權(quán)利要求7所述的自動芯片保持器，其特征在于，所述輸送元件還包括一用于支承可調(diào)平臺的第一斜面；一用于使輸送元件沿所述x軸方向移動的驅(qū)動螺桿；以及一在所述器件互換位置上與所述可調(diào)平臺對準的第一邊緣。
9.如權(quán)利要求8所述的自動芯片保持器，其特征在于，所述可調(diào)平臺還包括一載臺元件，該載臺元件具有一用于保持所述光學(xué)芯片的載臺表面、一配準邊緣和一對應(yīng)于所述第一斜面的第二斜面，其中所述配準邊緣在所述器件互換位置上對準所述第一前邊緣；以及一舌形元件，該舌形元件連接于所述載臺元件，用于在所述對準位置上與所述可調(diào)擋止元件相互鎖定。
10.如權(quán)利要求9所述的自動芯片保持器，其特征在于，所述輸送元件沿x軸方向向?qū)饰恢玫囊苿涌蓪⑺雠錅蔬吘墘旱钟谒鰔軸對準基準，從而導(dǎo)致所述第二斜面在第一斜面上滑動，藉以使配準表面沿z軸方向向z軸對準基準移動。
11.如權(quán)利要求9所述的自動芯片保持器，其特征在于，所述輸送元件沿x軸方向向器件互換位置的移動可迫使所示舌形元件壓抵于所述可調(diào)擋止元件，從而導(dǎo)致第二斜面在第一斜面上滑動，藉以使載臺元件沿z軸方向向支承座移動，直到舌形元件與可調(diào)擋止元件脫開。
12.如權(quán)利要求9所述的自動芯片保持器，其特征在于，所述載臺元件還包括一設(shè)置在位于舌形元件和光學(xué)芯片之間的載臺表面上的彈性楔子，所述彈性楔子能以一個均勻的力將所述配準邊緣壓抵于x軸對準基準；以及一設(shè)置在所述載臺表面上、用于彈性地支承所述光學(xué)芯片的彈性墊，其中所述彈性墊能以一個均勻的力將所述配準表面壓抵于z軸基準。
13.如權(quán)利要求12所述的自動芯片保持器，其特征在于，所述彈性楔子選擇成能適應(yīng)所述光學(xué)芯片的尺寸和形狀。
14.如權(quán)利要求7所述的自動芯片保持器，其特征在于，當通過將所述可調(diào)平臺設(shè)置到輸送元件上而將所述可調(diào)平臺和所述光學(xué)芯片裝載到所述可調(diào)夾盤組件上時，進行y軸對準。
15.如權(quán)利要求1所述的自動芯片保持器，其特征在于，所述可調(diào)夾盤組件還包括一彈性楔子，該彈性楔子能以一沿x軸方向的均勻的力將所述配準邊緣壓抵于配準元件；以及一彈性墊，該彈性墊能以一沿z軸方向的均勻的力將所述配準表面壓抵于配準元件。
16.一種用于在一具有自動芯片保持器的尾纖連接系統(tǒng)中對一光學(xué)芯片進行自動定位的方法，所述光學(xué)芯片具有一配準邊緣和一配準表面，所述自動芯片保持器包括一具有一滑軌的支承座、一固定于支承座并用于限定所述光學(xué)芯片在一個三維空間內(nèi)的對準位置的配準元件，所述三維空間是一個具有x軸、y軸和z軸的直角坐標系，所述自動地定位所述光學(xué)芯片的方法包括如下步驟提供一可調(diào)夾盤組件，該組件可滑動地設(shè)置在所述滑軌上，用以使所述光學(xué)芯片在一器件互換位置和所述對準位置之間移動，所述可調(diào)夾盤組件可沿x軸方向移動，并且可響應(yīng)沿x軸方向的一個力沿z軸方向作調(diào)節(jié)；施加所述x軸方向的力，以使光學(xué)芯片從一器件互換位置移動至所述對準位置；以及將尾纖光纖連接于所述光學(xué)芯片。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述提供一可調(diào)夾盤組件的步驟還包括提供一輸送元件，該輸送元件設(shè)置在所述滑軌上，可操作地連接于所述驅(qū)動單元，并且可響應(yīng)x軸方向的作用力而沿x軸方向移動；以及提供一用于保持所述光學(xué)芯片的可調(diào)平臺，所述可調(diào)平臺設(shè)置在所述輸送元件上，可響應(yīng)所述輸送元件在x軸方向上的移動而沿z軸方向作調(diào)節(jié)，其中，在所述器件互換位置上，所述可調(diào)平臺和光學(xué)芯片是作為一個整體裝載到可調(diào)夾盤組件上以及從可調(diào)夾盤組件上卸載。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述配準元件還包括一具有一x軸對準基準的支柱元件、一固定于所述支柱元件并沿平行于支承座的方向延伸的懸臂元件、以及一連接于所述懸臂元件并用于在對準過程中與所述可調(diào)平臺相互鎖定的可調(diào)擋止元件。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述施加x軸方向的力的步驟包括將所述配準邊緣壓抵于所述x軸對準基準以進行x軸對準，其中所述壓抵步驟會導(dǎo)致所述可調(diào)平臺在所述輸送元件上滑動，并沿z軸方向向z軸對準基準移動；以及將所述配準表面壓抵于所述z軸對準基準以進行z軸對準，其中對準位置是在進行所述x軸對準和所述z軸對準時實現(xiàn)的。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述方法還包括如下步驟使一尾纖連接后的光學(xué)器件從所述對準位置移動至所述器件互換位置。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述使一尾纖連接后的光學(xué)器件從所述對準位置移動至所述器件互換位置的步驟還包括如下步驟將所述可調(diào)平臺壓抵于所述可調(diào)擋止元件，以使所述可調(diào)平臺在所述輸送元件上滑動，并沿z軸方向向支承座移動，直到可調(diào)平臺與所述可調(diào)擋止元件脫開；以及使所述輸送元件和所述可調(diào)平臺一起沿著x軸方向向器件互換位置移動。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，該方法還包括如下步驟在所述器件互換位置上，通過將所述可調(diào)平臺提升離開輸送元件來卸載尾纖連接后的光學(xué)芯片；以及在所述器件互換位置上，通過將所述可調(diào)平臺設(shè)置在所述輸送元件上來裝載第二個光學(xué)芯片。
全文摘要
一種自動光學(xué)芯片保持器,用于在一尾纖連接系統(tǒng)中將一光學(xué)芯片精確地定位在一個三維空間的預(yù)定位置上,以使光學(xué)芯片在尾纖連接系統(tǒng)中對準。一步進電動機在PLC控制器的控制下驅(qū)動可調(diào)組件來定位光學(xué)芯片。在對準之后,在尾纖連接過程中,通過可調(diào)夾盤組件將光學(xué)芯片夾緊以防止光學(xué)芯片移動離開對準位置。這樣可以大大減少由于膠接失敗和由于收縮應(yīng)力所造成的不對準。夾緊件在與芯片的接觸點上采用柔軟的彈性材料。因此,可對芯片施加均勻的壓力,可吸收微振,減少芯片的損壞,并且無須對夾盤組件的運動進行精確的控制。這種自動芯片保持器的設(shè)計可允許用最小的操作勞力來自動地裝載光學(xué)芯片以及自動地卸載尾纖連接后的光學(xué)芯片。這種自動的芯片保持器還可以適應(yīng)各種不同尺寸的芯片,而無須改變保持器件的夾盤組件的尺寸。
文檔編號G06F19/00GK1360706SQ00809973
公開日2002年7月24日 申請日期2000年6月2日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月5日
發(fā)明者田永 申請人:康寧股份有限公司