一种精确定位的夹具、可调滤波器及其制作方法和工业设备与流程

本发明涉及光学滤波器领域，尤其涉及一种精确定位的夹具、可调滤波器及其制作方法和工业设备。

背景技术：

随着光纤光栅传感技术的发展和成熟，波长解调技术越来越受到人们的关注和重视。以可调谐光纤fp滤波器为基础的波长解调系统，具有成本低，响应快，分辨率高等优点，得到了广泛的应用。而可调谐光纤fp滤波器作为整个系统的核心器件，其性能优劣很大程度上决定了整个解调系统的性能。在光通信系统中，可调谐fp滤波器主要用于波分复用的解复用和信号解调等，滤波器己成为主流器件。另外，fp器件还可用作光纤放大器中的信号滤波器，在光纤激光器和频谱分析中也有重要的应用。与其他类型的可调谐光滤波器－声光滤波器、mach－zenhder滤波器、分布反馈布喇格激光可调谐滤波器相比，可调谐fp滤波器具有许多优点，如插入损耗低、调谐速度快、可调谐范围广、精细度高和结构灵活，可制作成不同结构以满足不同自由光谱区的需求。

为此，本申请人提供了公开号为cn109557617a名称为“可调滤波器”的方案，通过将第一光纤插芯的出射端和第二光纤插芯的出射端在容纳通孔内相对布置，继而形成f－p谐振腔，而利用压电陶瓷的压电效应特性，继而实现光纤插芯的出射端间距的精确调节，使滤波器精确可调滤波。

然而，上述方案中的滤波器在振动扫描过程中，插芯与容纳通孔壁存在摩擦作用，这容易导致滤波器在长期工作后驱动电压特性发生变化。再者，现有方案并不支持插芯的更换，这大大提高了滤波器的返修成本。因此，设计一种插芯不受容纳通孔束缚并且支持更换不同插芯的滤波器具有十分重要的意义。

技术实现要素：

本发明的第一目的是提供一种快速装拆且固定位置精确稳定的夹具。

本发明的第二目的是提供一种具有上述夹具的可调滤波器。

本发明的第三目的是提供一种上述可调滤波器的制作方法。

本发明的第四目的是提供一种具有上述可调滤波器的工业设备。

为了实现本发明第一目的，本发明提供一种精确定位的夹具，包括夹块、夹件和压块，夹块贯穿设置有安装孔，夹块还在安装孔的径向侧设置有压孔，压孔与安装孔连通，夹件设置在安装孔内，夹件设置有夹持腔，压块可移动地设置在压孔中，压块与夹件邻接并可驱使夹持腔形变。

由上述方案可见，利用安装孔用于安装插芯，且利用夹件的夹持腔对插芯进行定位，再利用压块与夹件的邻接驱使夹持腔形变，继而对插芯进行夹持固定，利用夹件和压块的可调节配合，实现插芯的快速装拆，且利用夹件的预定位，从而提高插芯的安装精确度，保证器件的性能。

更进一步的方案是，夹件呈c型管设置，夹持腔位于c型管内。

由上可见，通过c型管可方便地对插芯进行装拆，且c型管也方便于在安装孔定位，且有利于提高同轴的精确度和稳定性。

更进一步的方案是，夹件在安装孔内的连接处与夹块固定连接，连接处和压块分别位于安装孔径向相对的两侧上。

由上可见，通过连接处定点地对夹件进行定位，从而提高同轴的稳定性，在连接处的另一侧则是夹件的自由端，利用压块可快速且稳定地对插芯夹持。

更进一步的方案是，夹件与夹块胶接。

由上可见，利用胶接方便地对夹件进行固定，且结构简单。

更进一步的方案是，夹块在连接处贯穿设置有点胶孔，点胶孔和压块分别位于安装孔径向相对的两侧上。

由上可见，为了提高点胶的方便性，故在连接处设置有点胶孔，可通过点胶孔注入胶水继而方便地对夹件进行胶接固定。

更进一步的方案是，压块上设置有至少两个压孔，压孔沿安装孔的轴向分布。

由上可见，利用两个压孔的布置，使得压块可对插芯的不同位置进行夹持，从而对插芯的位置和角度细微精确调节。

为了实现本发明第二目的，本发明提供一种可调滤波器，包括如上述方案的一种精确定位的夹具。

更进一步的方案是，可调滤波器包括两个夹具、两个插芯和调谐组件，调谐组件连接在两个夹块之间，一个插芯安装在一个安装孔中并被一个夹件夹持，两个插芯的输出端相对布置。

由上可见，通过两个夹具的相对，使得插芯不仅快速且精确的装拆，从而提高两个插芯的相对位置精度，再利用调谐组件的位移变化，继而从而实现光纤插芯的出射端间距的精确调节，使滤波器精确可调滤波。

为了实现本发明第三目的，本发明提供一种可调滤波器的制作方法，可调滤波器为上述方案的可调滤波器，制作方法包括：

将夹件和校准柱体设置在安装孔；

将两个夹件夹持校准柱体；

对两个夹件的位置进行固定；

将调谐组件连接在两个夹块之间，并对调谐组件的位置进行固定；

拆卸校准柱体；

将一个插芯安装在一个安装孔中并被一个夹件夹持。

为了实现本发明第四目的，本发明提供一种工业设备，包括如上述方案的可调滤波器。

由上述方案可见，通过校准柱体先对夹件的相对位置进行精确定位，再对调谐组件的位置进行精确定位，最后拆卸校准柱体，即便是拆卸校准柱体后，由于夹件和调谐组件都是精确定位，且位置是稳定的，故再装入插芯时，保证插芯的同轴度，也保证器件的性能，且拆装也方便，也使得滤波器或工业设备精确可调滤波。

附图说明

图1是本发明可调滤波器第一实施例的结构图。

图2是本发明可调滤波器第一实施例的分解图。

图3是本发明可调滤波器第一实施例在另一视角下的分解图。

图4是本发明可调滤波器第一实施例位于压件处沿径向的剖视图。

图5是本发明可调滤波器第一实施例的第一制作流程的结构示意图。

图6是本发明可调滤波器第一实施例的第二制作流程的结构示意图。

图7是本发明可调滤波器第一实施例的第三制作流程的结构示意图。

图8是本发明可调滤波器第一实施例的第四制作流程的结构示意图。

图9是本发明可调滤波器第一实施例的第五制作流程的结构示意图。

图10是本发明可调滤波器第二实施例的结构图。

图11是本发明可调滤波器第二实施例的结构图。

图12是本发明可调滤波器第二实施例的剖视图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

可调滤波器第一实施例：

参照图1至图4，并结合图9，可调滤波器包括两个夹具1、两个插芯21和调谐组件，调谐组件位于两个夹具1之间，夹具1包括夹块11、夹件12和压块13，夹块11贯穿设置有安装孔111，安装孔111在靠近调谐组件的端部外凸设置有定位环壁112，安装孔111在朝外的端部设置有定位环槽113，夹块11还在安装孔111的径向侧设置有压孔114，压孔114与安装孔111连通，压孔114设置有内螺纹。

夹件12呈c型管设置，夹件12内设置有夹持腔121，夹持腔121位于c型管内，夹持腔121的径向侧设置有开口122，开口122沿轴向延伸，夹件12设置在安装孔111内，继而夹持腔121与安装孔111连通，优选地，夹件12由陶瓷材料制成，陶瓷材料的热膨胀系数较低，在可调滤波器应用时，可降低温度对性能的影响，从而提高设备性能。

压块13可采用螺钉，压块13与压孔114螺纹配合，通过旋转压块13，压块13可移动地设置在压孔114中，压块13的下端部与夹件12的上端部邻接，夹件12在安装孔111内的连接处123与夹块11固定连接，固定连接的方式可采用胶水胶接固定，连接处123位于夹件12的下端，连接处123和压块13分别位于安装孔111径向相对的两侧上，而开口122位于连接处123和压块13之间，通过压块13的移动驱使夹件12形变，继而也驱使夹持腔121形变。

插芯21包括插入部211、定位块212和纤芯213，定位块212呈环形布置并设置在插入部211外，纤芯213同轴地设置在插芯21中，插入部211插入安装孔111中，插入部211外伸于安装孔111外，且插入部211穿过夹件12的夹持腔121，定位块212与定位环槽113限位配合，夹件12对插芯21夹持定位。

调谐组件可采用压电陶瓷22，压电陶瓷22呈环形设置，压电陶瓷22沿插芯的光路方向贯穿设置有容纳通孔，压电陶瓷22沿光路方向地连接在两个夹块11之间，左侧夹块11的安装孔、容纳通孔和右侧夹块11的安装孔依次连通，两个插芯21的输出端在容纳通孔内相对布置。

可调滤波器的制作方法第一实施例：

应用于上可调滤波器第一实施例结构的制作方法，参照图5，首先将预固定一侧夹具1，即先在夹具1的安装孔内注入胶水，再将夹件12套在校准柱体23上，再将夹件12和校准柱体23设置在安装孔111内，继而使得校准柱体23穿过夹件12和安装孔111，再用压块13夹紧预固定。

参照图6，随后再对另一侧的夹具1预固定，先在另一侧的夹具1的安装孔内注入胶水，再将夹件12套在校准柱体23上，随后将夹件12和校准柱体23的另一端设置在安装孔111内，将校准柱体23穿过夹件12和安装孔111，再用压块13夹紧预固定，随后经过烤炉固化，继而实现夹件12的位置固定。

参照图7，然后对压电陶瓷22进行安装，由于压电陶瓷22呈环形布置，故需要先拆卸校准柱体23，在压电陶瓷22的两端分别套在定位环壁112外，再安装校准柱体23穿过两个夹件12并配合压块13压紧，继而实现两个夹具1和压电陶瓷22位置固定，再通过胶水粘接在压电陶瓷22的轴向端面和夹块11的轴向端面，再经过烤炉固化，继而实现压电陶瓷22的位置固定。

参照图8，松懈压块13，拆卸校准柱体23。

参照图9，在夹块11分别装入一个插芯21，即将一个插入部211安装在一个安装孔111中，并穿过安装孔111和夹持腔121，两个插芯21的输出端相对布置，继而通过连接调试进行位置调节，最后通过夹件12的夹持对插芯21的位置进行固定，从而完成可调滤波器的制作。

可调滤波器的第二实施例：

可调滤波器第二实施例在第一实施例的应用基础和原理下，还可对压孔和压块进行改动，可调滤波器的夹块31上贯穿设置有安装孔，夹块还在安装孔的径向侧设置有两个压孔311，压孔311沿安装孔的轴向分布，每个压孔311内设置有一个压块32，每个压块32的端部分部与夹件邻接。当然，亦可设置两个以上的压孔311和压块，其均匀轴向分布。

可调滤波器的第三实施例：

参照图11和图12，可调滤波器第二实施例在第一实施例的应用基础和原理下，在夹块41处贯穿设置有点胶孔42，点胶孔42与安装孔111，点胶孔42的轴向与安装孔111的轴向垂直，点胶孔42的轴向与压孔的轴向平行，压块43设置在压孔内并对夹件邻接，点胶孔42和压块43分别位于安装孔径向相对的两侧上，通过注射器在点胶孔42内注入胶水继而方便地对夹件胶接固定。

可调滤波器的制作方法第二实施例：

应用于可调滤波器的第三实施例的结构，并基于可调滤波器的制作方法第一实施例的相同原理下，对注胶的步骤和顺序稍作调整，即可先将夹件12和校准柱体23设置在安装孔111内，且校准柱体23穿过两个夹件12，并被两个夹件12夹紧后，再通过注射器通过点胶孔42注入胶水，随后经过烤炉固化，继而实现夹件12的位置固定。上述的改变均可实现本发明的目的。

工业设备实施例：

工业设备包括如上述实施例的可调滤波器。工业设备可为扫频器、滤波器、扫频光源、光谱监控器、传感设备等。

上述实施例只是本发明的较佳实施例，在实际应用中，可具有更多的变化，如夹件除了采用c型管外，可以采用其他形状的夹持结构，如三角形、u形或a形，还可是“(”形和“)”形相对布置的夹件，以及固定方式可采用胶接外，还可采用焊接或其他常规的连接方式，以及通过卡合、勾合、槽限位等结构固定方式，另外，调谐组件还可包括两个或两个以上压电陶瓷，两个或两个以上压电陶瓷沿轴向连接排布，或者调谐组件还可采用其他实现形变、位移的装置，只要实现对两个夹块之间的距离调节即可，上述改变均可实现本发明的目的，亦在本发明的保护范围当中。

由上可见，利用安装孔用于安装插芯，且利用夹件的夹持腔对插芯进行定位，再利用压块与夹件的邻接驱使夹持腔形变，继而对插芯进行夹持固定，利用夹件和压块的可调节配合，实现插芯的快速装拆，且利用夹件的预定位，从而提高插芯的安装精确度，保证器件的性能。

且通过将压电陶瓷连接在夹块之间，且将第一光纤插芯的出射端和第二光纤插芯的出射端在容纳通孔内相对布置，继而形成f－p谐振腔，而利用压电陶瓷的压电效应特性，实现对夹块之间的距离细微精确调节，从而实现光纤插芯的出射端间距的精确调节，利用精确的可调频域，使滤波器精确可调滤波。通过凸环对压电陶瓷的限位固定安装，在压电陶瓷形变时，夹块的移动是同轴沿轴向移动，继而保证滤波器器件的同轴度。通过定位凸沿对光纤插芯的定位，继而保证光纤插芯在相对时的同轴度，减低光损耗。夹块可采用热膨胀系数较低的材料制成，如钢、不锈钢或石英等，使得夹块的膨胀不受环境温度或工作温度影响，继而保证滤波精确和工作稳定性。