专利名称：：倾角和横向位移可调的光学耦合器的制作方法
技术领域：
：本实用新型涉及一种光学耦合器，尤其是一种倾角和横向位移可调的光学耦合器o
背景技术：
：激光和光纤高效率耦合在很多方面都有非常重要的应用，如光纤通信、光学仪器、光学光源、光纤传感器、计量、干涉仪、激光测量仪器、生物医学仪器等。一种较为普遍的光纤与激光二极管耦合的方式是这样的激光二极管被镶嵌在一个光学机械零件内部，光学透镜放置在激光二极管发光部位前并将二极管所发散的光变成准直光。光纤准直器是由光纤和光学透镜组成，当光从光纤中传输时，光纤端面作为光学透镜的聚焦点，这样就可以得到准直光束。带有激光二极管和光学透镜的光学器件就与光纤准直器在同一直线上，调节倾角和横向位移便得到效率优化的耦合光束。气体激光器例如HeNe激光器，固体激光器经常根据需要要与光纤进行耦合来传输光，为了耦合HeNe激光器或固体激光器和光纤，首先是建立光纤准直器与光纤耦合，然后光纤准直器与激光器在同一直线上调节倾角和横向位移，进而使激光在光纤中传输得到优化效率耦合的激光。要连接或耦合两个输出扩束光的光学器件，相比较小尺寸光束要容易一些，例如直接耦合激光二极管和光纤输出端面非常困难且耦合效率也非常低。现在，很多人是先将激光二极管的或光纤的光束先扩束或准直，然后将两个光学器件耦合起来就容易得多。更特殊的是激光二极管与光纤耦合，激光二极管和光学透镜被封装在一个光学器件上，所以从光学器件发出来的光是经过准直或扩束的。光纤准直器是用一个光学透镜和一根光纤组成，光纤的端面置于光学透镜的焦点处使输出光是准直光或扩束光。这样，这两个光学器件就被光学耦合器或连接器耦合或连接。用两个传输准直光的光学器件横向对准精度要求比两个不准直光束的光学器件例如激光二极管和光纤要低得多。对于两个准直光或是扩束光的光学器件的连接从而得到高光能耦合效率的因素是倾角对准。一个好的光学耦合器或连接器必须有一个简单而且效果好的方法来精确调整两光学元件的角度并得到最佳的耦合效率。1988年6月28日公开的美国专利号#4,753,510《Tiltadjustableopticalfibreconnector》中，欧玛'舒兹曼(0murSezerman)提出了一种耦合器包括三部分一个弹性体或是叫"0型环"，两个光学基板用于调整两个光学器件的角度，在他的发明中，橡胶O型圈用来调整两个光学元件之间的角度，由于橡胶O型圈具有弹性和灵活性，一个光纤准直器器件被压在O型圈其中一面上实现角度偏转。欧玛*舒兹曼的发明有很多缺点，0型圈是橡胶的，橡胶O型圈和两个光学基板等多数组件使得这个耦合器的长期稳定性和可靠性被质疑。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用在两个光学元件的连接点上，具有高耦合效率的光传输，具备长期的稳定性和可靠性，倾角和横向位移都可调节的光学耦合器。为解决上述技术问题，本实用新型提供的倾角和横向位移可调的光学耦合器，包括上基板、下基板，上基板和下基板之间通过颈部连接成整体，上基板、下基板和颈部中间设置有通孔，颈部周围上基板和下基板之间设置有至少两根螺钉，螺钉穿过上基板上的螺孔，端面顶住下基板的端面。所述颈部上设置有密布的小孔。所述颈部和下基板外套有封装套筒。所用材料为金属或塑料。有益效果本实用新型提供的光学耦合器最基础结构是以薄壁圆筒做为颈部来连接两个基板作为整体，两个基板和薄圆筒颈部用同样的材料，中间有一个孔通过两基板和颈部，作为光束通过的通道。两个光学元件分别安装在两基板内，光束可以在两个光学元件间无阻碍的传输。一组螺钉在沿中心轴方向通过一个基板到达另一个基板。通过逐个调整两基板间的螺钉来挤压或拉伸颈部，这种方式可以使调整带有螺钉的上基板相对于下基板的角度，安装在上基板的光学元件可以相对安装在下基板的光学器件进行倾斜或横向位移调节，直到两光学器件所通过的光的损耗达到最小。光学元件可以是带光纤的准直器，或者是光学透镜，或者是(带或不带聚焦透镜)的激光二极管，或者是(带或不带光学准直镜阵列)的光纤阵列，或者是(带或不带光学聚焦透镜阵列)的光纤阵列，光波导器件，光学半导体放大器，或(带或不带光学透镜)的气体激光器，或固体激光器(带或不带光学透镜)，或准分子激光器(带或不带准直光学透镜)，或是其他传输光信号的耦合系统，或者是插拔式光纤准直器或是光纤聚焦装置，在光纤取下重新安装后不需要再次调整光路。倾角和横向位移均可调节的光学耦合器大大降低了由于连接两光学元件的端面的倾斜所造成的损耗。这种倾斜可调和横向位移可调的耦合器优化了光在两光学器件中的传输具备良好，长期的稳定性。图1为本实用新型的第一种结构示意图2为图1的沿B-B线的截面图3为图1的侧面视图4为图3中所示的耦合器的沿C-C线的剖视图5为本实用新型的第一种应用结构图6为图5的A-A截面图7为本实用新型的第二种应用结构图8为本实用新型的第三种应用结构图9所示为光纤准直器视图10为图9所示为光纤准直器沿着D-D线的剖视图ll所示的是装有具有准直光束作用的透镜的激光二极管器，是光学耦合器中的一个光学器件例子；图12是图11沿E-E的剖视图13为本实用新型的第四种应用结构图14为图13沿F-F线的剖视图15为本实用新型的第二种结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本实用新型的具体内容作进一步说明。一种倾角和横向位移可调的光学耦合器，包括上基板31、下基板32，上基板31和下基板32之间通过颈部33连接成整体，上基板3K下基板32和颈部33中间设置有通孔34，颈部33周围上基板31和下基板32之间设置有至少两根螺钉36，螺钉36穿过上基板31上的螺孔，端面顶住下基板32的端面。所述颈部33上设置有密布的小孔。颈部33和下基板32外套有封装套筒41。光学耦合器所用材料为金属或塑料。一个基本的光学耦合器如图5和6所示。这里显示的是根据本实用新型所提出的光学耦合器的整体结构30中，将一对光学器件端面对端面的组装在一起，这样可以使由一个装配好的光学器件发射的光以很低的损耗通过连接点传输到另一个光学器件。光学器件10是一个光纤准直器，固定在上基板31上，光学器件20是带透镜的激光二极管，被装在下基板32上，光纤准直器10的光纤11固定在陶瓷插芯15中，陶瓷插芯15被安装在尾柄16内，光学透镜12装在透镜套筒13内。准直器底座14用来固定尾柄16和透镜套筒13以保证光纤端面置于透镜12的焦点上。准直器底座14固定安装在耦合器30的上基板31上。另一个光学器件20，是将激光二极管21固定在激光二极管套筒26内，光学透镜23固定在透镜套筒24上，激光二极管底座25是为了保证激光二极管发光面置于透镜23的焦点处，激光二极管底座25用于固定光学器件20在光学耦合器30的下基板32上。.贯通的小孔34是用于两个相连接的光学器件10和20进行光传输。一组螺钉36是用于通过挤压颈部33变形而调整上基板31与下基板32倾角。细颈部33变形可以像伸展上半部37和挤压下半部38那样实现，固定在上基板31的光学器件10将与装下基板32上的光学器件20之间的倾斜可调，这样在两器件传，的光耦合即可得到优化。参考图1和2，两个基板31和32被薄壁颈部33相连接。31，32和33是一个整体结构件30的不同的三个部分，而且材料也相同，例如铝或不锈钢材料等。贯通的小孔34通过基板31.32和颈33。一组螺钉36通过上基板的螺孔可以顶到下基板，并挤压下基板，致使细颈部33变形。参考图3和4，螺钉.36被螺丝刀旋转向下，往下基板32方向靠近，并接触到下基板32.，由于螺钉力量的作用下将颈部33挤压变形，由于螺钉36的作用使颈部33的上部分37伸展而下部分38压縮，这样上基板31就与下基板32的相对倾角可调节。参考图7和图6中所示的光学器件10和20是类似的，不同点就是透镜套筒13装在上基板31的内部，而透镜底座24装在下基板的底部。这样类似的机械结构设计是为了使在基板32上的光学器件20和装在基板31上的光学器件10更容易倾斜可调。参考图8，光学器件是激光二极管21，它包括两个透镜23，12，分别装在底座24和13上。激光二极管21输出的光首先被透镜23准直，然后光学透镜12将把光聚焦到一个小点。另一个光学器件是光纤11装在陶瓷插芯15内部，插芯尾柄为16。光纤11固定在上基板31上而激光二极管21固定在下基板32上。光纤11和激光二极管21通过调节两个基板31和32的倾角实现横向位移调节。参考图9和10，光学器件10是由一根在被陶瓷插芯15保护的光纤11,和光学透镜12组成，插芯尾柄16，透镜12固定在套筒13上。光纤准直器底座14用于固定透镜套筒13，陶瓷插芯座16。光纤准直器底座14和耦合器的一个基板连接。在准直器底座14里，光纤端面被放置在光学透镜12的焦点处。参考图11和12，光学器件20包括带尾柄26的激光二极管21和透镜23组成，透镜23固定在套筒24上。激光二极管底座25是用来固定激光二极管尾柄26和透镜套筒24，保证激光二极管的发散面置于透镜的焦点处。激光二极管底座25可以和光学器件的基板连接。参考图13和14，光学耦合器30也可用于耦合HeNe激光器40和光学器件。光学器件由固定在陶瓷插芯15内的光纤11和光学透镜12组成，插芯15装在套筒16上，光学透镜装在套筒16上，光学器件10装在基板31上。为了保护光纤，装了具有伸縮性的光纤尾套42.当旋转螺丝挤压向基板32时，装在上基板的光学器件10就与HeNe激光器光束倾角和横向位移可调的耦合。一个封装套筒41用于将下基板32与外界相隔离。根据图15，在光学耦合器件30的颈部33有很多小孔39，这些小孔39作用是用来增加由于颈部受到挤压变形的程度。权利要求1、一种倾角和横向位移可调的光学耦合器，包括上基板(31)、下基板(32)，其特征在于所述上基板(31)和下基板(32)之间通过颈部(33)连接成整体，上基板(31)、下基板(32)和颈部(33)中间设置有通孔(34)，所述颈部(33)周围上基板(31)和下基板(32)之间设置有至少两根螺钉(36)，螺钉(36)穿过上基板(31)上的螺孔，端面顶住下基板(32)的端面。2、根据权利要求l所述的倾角和横向位移可调的光学耦合器，其特征在于所述颈部(33)上设置有密布的小孔。3、根据权利要求1所述的倾角和横向位移可调的光学耦合器，其特征在于所述颈部(33)和下基板(32)外套有封装套筒(41)。4、根据权利要求1或2或3所述的倾角和横向位移可调的光学耦合器，其特征在于所用材料为金属。5、根据权利要求1或2或3所述的倾角和横向位移可调的光学耦合器，其特征在于所用材料为塑料。专利摘要本实用新型公开了一种光学耦合器，尤其是一种倾角和横向位移可调的光学耦合器，包括上基板、下基板，上基板和下基板之间通过颈部连接成整体，上基板、下基板和颈部中间设置有通孔，颈部周围上基板和下基板之间设置有至少两根螺钉，螺钉穿过上基板上的螺孔，端面顶住下基板的端面。所述颈部上设置有密布的小孔。所述颈部和下基板外套有封装套筒。所用材料为金属或塑料。以薄壁圆筒做为颈部来连接两个基板作为整体，两个基板和薄圆筒颈部用同样的材料，中间有一个孔通过两基板和颈部，作为光束通过的通道。两个光学元件分别安装在两基板内，光束可以在两个光学元件间无阻碍的传输。一组螺钉在沿中心轴方向通过一个基板到达另一个基板。通过逐个调整两基板间的螺钉来挤压或拉伸颈部，以使调整带有螺钉的上基板相对于下基板的角度，安装在上基板的光学元件可以相对安装在下基板的光学器件进行倾斜或横向位移调节。文档编号G02B6/38GK201331600SQ200820237719公开日2009年10月21日申请日期2008年12月30日优先权日2008年12月30日发明者品龙申请人:无锡光芯科技有限公司