专利名称：一种激光器装配设备的制作方法
技术领域：
本发明属于光存储领域，尤其涉及一种激光器装配设备。
背景技术：
随着光存储技术的不断发展，对光学头的信息读取精度的要求不断 提高。光学头的信息读取精度除了依赖于各元件的工艺精度外，还跟光 学头在生产过程中的装配精度密切相关。
双波长激光器对于光轴精度有更高的要求。光学头中激光器装配的 微小偏差，即引起整个光学系统光轴方向的大偏差，从而直接影响各光 学元件的各项光学特性指标，如光学头准直镜发出的准直光相对于物镜 的入射角，入射角的大小直接影响到物镜的成像质量，从而对光学头的 信息读取精度产生多方面的不良影响。
发明内容
为了解决现有技术中的上述缺陷，本发明提出一种激光器装配设备。
一种激光器装配设备，包括激光器；激光器固定架，配置于固定 所述激光器；定位针孔，成对角设置在所述激光器固定架上；光学头滑 动架；光学头准直镜，设置在所述光学头滑动架上，接收所述激光器发 出的发散光，并将所述发散光进行准直，然后入射到准直仪；光学头滑 动架固定治具，将所述光学头滑动架固定；激光器定位针，气动打压到 所述定位针孔上；准直仪包括透镜，焦距为f;信息采集模块，采集 到激光器光束的偏离距离为AX ，并将所述偏离距离通知计算模块；计 算模块，根据焦距f和偏离距离AX ，计算出光轴方向偏离标准方向的 角度0;调节装置，根据所述偏离角度调节所述激光器定位针。本发明能够实现激光器的平移运动以及激光器本体的微小旋转，达到了三维空间调整的效果，完全满足双波长激光器光轴方向的高精度要求。对光学头激光器的光轴的装配精度进行实时检测和补偿性调整，从而确保了信息读取的精度。
图l示出现有技术中激光器装配设备结构图。
图2示出现有技术中另一激光器装配设备结构图。
图3示出本发明中激光器装配设备结构图。
图4示出本发明另一实施方式中激光器装配设备结构图。
图5示出本发明中激光器装配设备的准直仪结构图。
图6示出本发明中激光器装配设备的调节装置结构图。
图7示出本发明激光器装配设备的实施例。
图8示出本发明实施例中激光器固定架的前视示意图。
具体实施例方式
为使本发明的上述内容更明显易懂，通过对比现有的技术工艺，结合附图和具体实施方式
进行更详细的说明。
在现有技术中光学头激光器光轴调节主要有两种方式。
图1示出现有技术中激光器装配设备结构图，包括激光器、光学头滑动架、以及光学头滑动架固定治具，在激光器上设置有定位槽，在光学头滑动架上设置有与定位槽配合使用的激光器定位孔/槽。
光学头滑动架固定治具将光学头滑动架固定后，将激光器上的定位槽与光学头滑动架的激光器定位孔/槽相对应，通过机械配合以保证激光器光轴方向的基本要求。这种方式单一的使用光学头滑动架上的激光器定位孔/槽与激光器本体的定位槽来保证，由于机械工艺上的误差、激光器本体工艺上的误差、以及装配方法不同等原因，导致装配精度低，远达不到双波长激光器的光轴调节要求。
图2示出现有技术中另一激光器装配设备结构图，在图1所示结构的基础上增加了激光器架、X方向调节杆、Y方向调节杆、以及Z方向调节杆。
光学头滑动架固定治具将光学头滑动架固定后，将激光器放置于激
光器架内，再将激光器架放置于第一激光器定位孔/槽内，第一激光器定位孔/槽与光学头滑动架上的第二激光器定位孔/槽相对应，通过机械
配合以保证激光器光轴方向的基本要求。完成上述安装后，由X方向调节杆、Y方向调节杆、以及Z方向调节杆分别调节激光器光轴X方向、Y方向、以及Z方向。这种方式对于单波长激光器是能达到光轴调节的要求，而由于双波长激光器对双发光点的位置有严格的角度搭配要求，无法完成激光器本体的角度转动调节的要求，不适用于双波长激光器的光轴调节。
本发明针对双波长激光器光轴的高精度要求，设计出相应的机构，实现了激光器XY方向的平移以及激光器本体的微小角度的旋转，从而确保信息读取的精度。
下面结合附图和实施例详细说明本发明。
图3示出本发明中激光器装配设备结构图。包括光学头滑动架、光学头滑动架固定治具、激光器、激光器固定架、激光器定位针、定位针孔、光学头准直镜、准直仪、以及调节装置。
光学头准直镜设置在光学头滑动架上，光学头滑动架固定治具将光学头滑动架固定，激光器定位针气动打压到设置在激光器固定架的定位针孔上，所述定位针孔成对角设置，将激光器固定在该激光器固定架上。当双波长激光器发出发散光时，光学头准直镜接收到发散光，使通过光学头准直镜的发散光成为准直光，准直光光束的方向即为双波长激光器的光轴方向，准直光光束进入准直仪。准直仪接收到激光器光束时，计算出该光轴方向偏离标准方向的角度《，由调节装置根据该角度调节激光器定位针，由于该激光器定位针与定位针孔相连接，且定位针孔设置在激光器固定架上，由此带动激光器固定架中的激光器实现了平移运动。由于在激光器固定架上的定位针孔成对角设置，则调节装置在调节过程中产生了力矩，从而实现了激光器本体孩吏小角度的旋转。其中，计算角度0的过程可以由下述方式完成。激光器光束偏离准
直仪的信息采集模块中心位置为AX,准直仪组合焦距为/,由以下算式可得出光轴方向偏离标准方向的角度0 = arctan(AX / /)。
图4示出本发明另一实施方式中激光器装配设备结构图，还包括固定装置。
固定装置用于在激光器的光轴方向达到预定标准时固定激光器固定架。该固定装置可以是固定螺丝钉，也可以是固定胶，从而固定双波长激光器光轴的位置与方向。
图5示出本发明中激光器装配设备的准直仪结构图，包括透镜、信息采集模块、以及计算模块。
透镜的焦距为f，且满足75mm<f<150inm。信息采集模块的有效采集半径为为使准直仪的测量范围达到光学头物镜所需的装配公差要求范围，应满足1.2mnKR一2.7mm。信息采集模块采集到激光器光束的偏离距离为AX，并将该偏离距离通知计算模块。计算模块根据焦距f和偏离距离AX,计算出光轴方向偏离标准方向的角度6> = arctan(AX//)。
本发明针对双波长激光器光轴方向的精度要求，根据所给出的数值范围计算相关参数以及光轴方向偏离标准方向的角度0，从而设计出相应检测精度和量程的准直仪。
优选地，本发明所述准直仪中的透镜按照检测精度、量程等要求设定的光学特性指标，并对光学像差作校正。所述透镜可以包括正透镜和负透镜。所述正透镜远离信息采集模块，所述负透镜靠近信息采集模块，所述正透镜、负透镜在光轴方向的相对距离为Di且15mnKD^65niin;正透镜焦距&满足50mnKi^70mm，负透镜焦距f2满足誦70mm〈f2〈誦50mm。
下面将具体说明上述参数的计算过程。
对于单透镜(正负透镜)的焦距/;,设透镜前后曲面的曲率半径分
别为《，~。其中光线方向为自左向右传播，曲率中心位于透镜曲面
的右侧时，曲率半径r值为正，反之为负。单透镜(正负透镜)的焦距力+ = " + 其中n为透镜
材料的折射率。
组合焦距/: + = + + + -^ (仏为正负透镜间的距离)。
信息采集模块的有效采集半径R1:(其中0^为要求的角 度量程)。
正负透镜间的距离D1:根据上述的信息采集模块的有效采集半径 R"确定光系统的组合焦距与角度量程。再通过选定的正负透镜的具体 焦距参数，从而计算得出正负透镜间的距离DlD
图6示出本发明中激光器装配设备的调节装置结构图，包括X调节 杆和Y调节杆。
本发明在Z方向由光学头滑动架和激光器固定架在机械工艺上已经 可保证其精度，所以保留了 X、 Y方向调整。根据所述偏离角分别调整 光轴X方向和光轴Y方向，从而控制激光器固定架的水平运动，在轴 向运动位移可达到的分辨率精度为0.02mm。因为调节激光器定位针与 激光器固定架上的定位针孔由气动力(本领域常用方式)打压成一体， 所以当X、 Y调节杆任何一方调节时，另一方向不动，此时即在XY平 面上形成力学上的不同方向，有角度差的两个力同时作用在激光器固定 架，即转动力矩，使得包括激光器的激光器固定架整体产生微小角度的 旋转。
图7示出本发明激光器装配设备的实施例。
激光器装配设备包括光学头滑动架、光学头滑动架固定治具、激光 器、激光器固定架、光学头准直镜、准直仪、激光器定位针、定位针 孔、调节装置、以及固定装置。其中，光学头滑动架固定治具包括第一 固定导轨、第二固定导轨，调节装置包括X调节杆、Y调节杆，准直仪 包括半透半反镜、正透镜、负透镜、信息采集模块以及计算模块。
第一固定导轨和第二固定导轨将光学头滑动架固定，因为待测的光 学头滑动架主、副轴在水平面上的高度差为厶2，为了能够为光学头物镜的反射平面提供水平方向的固定，所以第一固定导轨和第二固定导轨
在水平面上的高度差A^必须满足Ai:=A2。
将第 一激光器定位针和第二激光器定位针分别定位于激光器固定架 成对角位置的第一定位针孔和笫二定位针孔。第一定位针孔和第二定位 针孔设置在激光器固定架上，而激光器固定在激光器固定架上。光学头 准直镜设置在光学头滑动架上，当光学头准直镜接收双波长激光器发出 的发散光时，使通过光学头准直镜的发散光成为准直光，准直光光束的 方向即为双波长激光器光轴的方向，准直光光束进入准直仪。
准直仪采用正透镜、负透镜组合的透镜，正透镜远离信息采集模 块，负透镜靠近信息采集模块，正、负透镜在光轴方向的相对距离为 Dp为使准直仪的测量精度达到能够明显地反映在装配公差要求范围内 误差的轻微变化，应满足15miiKD^65mm。正透镜焦距为fn负透 镜焦距为f2,组合焦距为f。为使准直仪的测量范围达到光学头双波长 激光器的光轴要求范围，应满足50miiKf^70mm ， -70mm<f2<-50mm。信息采集模块的有效采集半径为Ri，为使准直仪的测量范围达 到光学头物镜所需的装配公差要求范围，应满足1.2miiKR^2.7mm。 信息采集模块接收到激光器光束时，若光轴方向偏离标准方向角度为 0，激光器光束偏离信息采集模块中心距离为AX，准直仪组合焦距为 /，计算模块计算出光轴方向偏离标准方向的角度 6> = arctan(AX//)，并将偏离信号输出到监视器上。
由X调节杆和Y调节杆才艮据监视器屏幕上的光斑实时调整激光器 定位针，由于该激光器定位针与定位针孔相连接，且定位针孔设置在激 光器固定架上，由此带动激光器固定架中的激光器实现了平移和旋转运 动。直到光斑位于监视器屏幕的中心，此时完成调整操作。由于激光器 固定架与光学头滑动架机械上的配合，偏离角都能控制在30分以内， 激光器光轴是在30分内调节的。
当激光器的光轴方向达到预定要求时，使用第 一 固定螺丝钉和第二 固定螺丝钉把激光器固定架的位置固定下来，从而保证了双波长激光器 光轴的位置与方向。图8示出了激光器固定架的前视示意图。本发明针对光学头双波长激光器的光轴所需的装配精度和调整操作 的方便性，对准直仪的相关参数作了规定，同时采用高精度的螺旋测微
连动XY调节杆。本发明包含了对光学头激光器装配的光轴精度调整的 螺旋测微连动调节杆机构，配合准直仪对激光器的光轴的装配精度的检 测，XY方向螺旋测微连动调节杆可以实现激光器XY方向的平移以及 配合激光器固定架的对角定位针孔，使得激光器本体可以实现微小角度 的旋转，达到了三维空间调整的效果，完全满足双波长激光器光轴方向 的高精度要求。从而对光学头激光器的光轴的装配精度进行实时检测和 补偿性调整，确保信息读取的精度。
权利要求
1. 一种激光器装配设备，包括激光器；激光器固定架，配置于固定所述激光器；定位针孔，成对角设置在所述激光器固定架上；光学头滑动架；光学头准直镜，设置在所述光学头滑动架上，接收所述激光器发出的发散光，并将所述发散光进行准直，然后入射到准直仪；光学头滑动架固定治具，将所述光学头滑动架固定；激光器定位针，气动打压到所述定位针孔上；准直仪包括透镜，焦距为f；信息采集模块，采集到激光器光束的偏离距离为ΔX，并将所述偏离距离通知计算模块；计算模块，根据焦距f和偏离距离ΔX，计算出光轴方向偏离标准方向的角度θ；调节装置，根据所述偏离角度调节所述激光器定位针。
2. 如权利要求1所述激光器装配设备，还包括固定装置，用于在所述激光器的光轴方向达到预定要求时固定所述 激光器固定架。
3. 如权利要求1所述激光器装配设备，其中 所述计算模块计算光轴方向偏离标准方向的角度为6> = arctan(AX//)。
4. 如权利要求1所述激光器装配设备，其中 所述调节装置包括X调节杆和Y调节杆，根据所述偏离角分别调整光轴X方向和光轴Y方向，使所述激光器产生平移运动以及使所述 激光器本体产生微小旋转。
5. 如权利要求1所述激光器装配设备，其中所述光学头滑动架在水平面上产生的高度差与所述光学头滑动架固 定治具在水平面上产生的高度差相等。
6. 如权利要求1所述激光器装配设备，其中 所述信息采集模块的有效采集半径杓《/.^^，其中，e^为要求的角度量程。
7. 如权利要求6所述激光器装配设备，其中 所述透镜焦距满足75mm<f<150mm;所述信息采集模块的有效采集半径为R"且1.2mm〈R^2.7mm。
8. 如权利要求1或6所述激光器装配设备，其中 所述透镜包括焦距为f!的正透镜和焦距为f2的负透镜，所述正透镜远离所述信息采集模块，所述负透镜靠近所述信息采集模块，所述正透 镜、负透镜在光轴方向的相对距离为D"根据下述公式计算得到D1:丄一丄 1 A
9. 如权利要求8所述激光器装配设备，其中 所述正透镜焦距&满足50mnKf^70mm; 所述负透镜焦距f2满足-70miiKf2〈-50mm;所述正透镜、负透镜在光轴方向的相对距离Dt满足 15mm〈Di〈65mm 。
全文摘要
本发明提出一种激光器装配设备，包括激光器；激光器固定架，配置于固定所述激光器；定位针孔，成对角设置在激光器固定架上；光学头滑动架；光学头准直镜，设置在光学头滑动架上，接收所述激光器发出的发散光，并将所述发散光进行准直，然后入射到准直仪；光学头滑动架固定治具，将光学头滑动架固定；激光器定位针，气动打压到定位针孔上；准直仪包括透镜，焦距为f；信息采集模块，采集到激光器光束的偏离距离为ΔX，并将偏离距离通知计算模块；计算模块，根据焦距f和偏离距离ΔX，计算出光轴方向偏离标准方向的角度θ；调节装置，根据偏离角度调节所述激光器定位针。本发明能够实现激光器的平移运动以及激光器本体的微小旋转，确保了信息读取的精度。
文档编号G11B7/22GK101477814SQ20091000860
公开日2009年7月8日 申请日期2009年2月5日 优先权日2009年2月5日
发明者孙满龙, 廖汉忠, 林家用, 汤自义, 王德熙, 郭昌洲 申请人:东莞市宏华光电科技有限公司