一种基于压圈式固定的多维可调压电驱动光学调整架的制作方法

本申请涉及精密光学器件技术领域，尤其涉及一种基于压圈式固定的多维可调压电驱动光学调整架，它适用于干涉测量、精密测量、光通信、量子光学与量子信息等实验与应用。

背景技术：

在干涉测量、光通信和量子光学实验与应用领域，干涉信号中往往蕴含着大量的有用信息，因此，干涉信号的测量和获取成为整个光通信、量子光学实验和应用环节的关键所在，而干涉信号精确度和稳定度的提高也同样是精密测量物理的主要研究内容。近年来，得益于压电陶瓷制作工艺和技术的进步，目前的商用压电陶瓷片具有小型化、可靠性与稳定性高等显著特点，非常适合用来做各类精密调节和精密仪器应用。传统的压电驱动光学调整架主要是将压电陶瓷片或压电陶瓷环固定在光学调整架内部的某一点，在外部驱动电压的控制下，压电陶瓷片可实现伸缩功能，从而影响光学镜片的反射的角度，进而实现对光束在某一方向上的精密调节，达到控制光束的相位、干涉等特性的目的。在此基础上，如果需要在多个方向上对光束的角度进行调节，就不可避免地要增加压电陶瓷片的数量和增大调整架的体积，此外，由于每个压电陶瓷片都需要由一个外部驱动电源供给电压来进行控制操作，附件电源数量的增加更是大大地增加了压电驱动光学调整架应用的复杂性和成本。目前市场上商用的二维、三维、五维和六维压电陶瓷调整架正是分别对应加入了两个、三个、五个和六个压电陶瓷片以及相应个数的外部控制器电源设备，其复杂程度显而易见，使用起来不但容易出错，也不容易搬运和携带，更不利于日益发展进步的小型化、集成化光学系统设计需求和目标。

技术实现要素：

本申请的目的就在于克服现有压电驱动光学调整架结构复杂、可调方向单一、控制部件庞杂等问题，提供了一种基于压圈式固定，结构简单，便于使用和易于操作的多维可调压电驱动光学调整架。其技术方案为，

一种基于压圈式固定的多维可调压电驱动光学调整架，包括360度可调刻度盘、前固定架、环形压圈、中间固定架、后固定板和调节螺杆；所述前固定架设有拉伸弹簧，所述360度可调刻度盘穿过前固定架与环形压圈连接，所述环形压圈上设有压电陶瓷片，所述环形压圈后方依次设有中间固定架和后固定板；所述拉伸弹簧通过中间固定架与后固定板连接，所述后固定板上设有调节螺杆。

进一步的，所述前固定架上设有空心圆槽和固定螺纹孔，所述360度可调刻度盘通过空心圆槽与后面的环形压圈连接并固定，所述固定螺纹孔内设有拉伸弹簧。

进一步的，所述固定螺纹孔有四个，分别位于前固定架的底部和侧边上。

进一步的，所述后固定板的三个角上分别设有调节螺杆，具体为第一调节螺杆、第二调节螺杆、第三调节螺杆。

进一步的，所述360度可调刻度盘中部设有空心套筒，套筒顶部带有螺纹，套筒穿过前固定架的空心圆槽与后方的环形压圈连接。

进一步的，所述套筒与前固定架的固定方式采用压圈式固定。

进一步的，所述第一调节螺杆、第二调节螺杆、第三调节螺杆在固定方向上前后运动最大距离达到0.8厘米，对应的最大调节角度达到10.8度。

进一步的，所述第一调节螺杆、第二调节螺杆、第三调节螺杆每旋转一圈，其对应调节方向的角度可改变0.54度。

进一步的，所述的中间固定架上设有正负电极接线口，所述正负电极接线口与压电陶瓷片电性连接，工作时，所述正负电极接线口连接外部电源。

有益效果

1.借助第一调节螺杆、第二调节螺杆、第三调节螺杆可实现较大范围内的手动粗调，使用上灵活、方便，这在光学实验和应用中的光路调节方面具有十分重要的应用意义。

2.结合压圈式固定技术，利用360度可调刻度盘、环形压圈和压电陶瓷片，可实现压电陶瓷在任一特定方向的精密相移控制，从而大大简化了装置，提升了工作性能，并可满足多种现实应用需求。

3.该设计具有结构简单、体积小巧、使用灵活、调节精度高且加工成本低等突出优点，将能够使压电驱动光学调整架的可应用领域大大拓展。

附图说明

图1为本申请主视图；

图2为本申请右视图；

图3为本申请左视图；

图4为本申请主视图；(尺寸图)

图5本申请右视图；(尺寸图)

图6本申请左视图；(尺寸图)

图中：1—360度可调刻度盘、2-1—第一固定螺孔，2-2—第二固定螺孔、2-3—第三固定螺孔、2-4—第四固定螺孔、3—前固定架、4-1—第一调节螺杆、4-2—第二调节螺杆、4-3—第三调节螺杆、5—正负电极接线口、6—压电陶瓷片、7—后固定板、8—中间固定架、9—环形压圈、10—拉伸弹簧。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本申请进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

一种基于压圈式固定的多维可调压电驱动光学调整架，包括360度可调刻度盘1、前固定架3、环形压圈9、中间固定架8、后固定板7和调节螺杆；所述前固定架设有弧形槽和四个固定螺纹孔，分别为第一固定螺孔2-1，第二固定螺孔2-2，第三固定螺孔2-3和第四固定螺孔2-4，分别前固定架1的底部和侧边上；第一固定螺孔2-1，第二固定螺孔2-2，第三固定螺孔2-3和第四固定螺孔2-4中分别设有拉伸弹簧10，360度可调刻度盘1中部设有空心套筒，套筒顶部带有螺纹，中空部分可方便地用于固定镜片、棱镜、透镜等，套筒部分则用于和后面的环形压圈9连接固定，两者采用压圈式固定方式固定在一起。这样在前固定架3固定不动的情况下，就可以通过手动调节方便地实现360度可调刻度盘1和环形压圈9的同步自由转动，即为我们所说的压圈式固定方式，所述环形压圈上设有压电陶瓷片，所述环形压圈后方依次设有中间固定架和后固定板；所述拉伸弹簧通过中间固定架与后固定板连接，所述后固定板上设有调节螺杆，具体为第一调节螺杆、第二调节螺杆、第三调节螺杆。所述第一调节螺杆、第二调节螺杆、第三调节螺杆在固定方向上前后运动最大距离达到0.8厘米，对应的最大调节角度达到10.8度。

所述第一调节螺杆、第二调节螺杆、第三调节螺杆每旋转一圈，其对应调节方向的角度可改变0.54度。

所述的中间固定架上设有正负电极接线口，所述正负电极接线口与压电陶瓷片电性连接，工作时，所述正负电极接线口连接外部电源。

第一调节螺杆4-1、第二调节螺杆4-2和第三调节螺杆4-3带有细牙螺纹，分别通过对应的m6螺孔固定在后固定板7的三个角上，便于精密调节。

360度可调刻度盘1由铝合金材料制成，并经过黑色阳极氧化处理，它表面均匀地刻有刻度。前固定架3由铝合金材料制成，并经过黑色阳极氧化处理。

表1为基于压圈式固定的多维可调压电驱动光学调整架的一种具体设计值，其具体数值大小可根据产品需求和应用进行优化和调节，并非作为对本发明实施例的限制。

表1

图4-6中a为360度可调刻度盘中心在y轴上距离前固定架3右边缘的距离,它与360度可调刻度盘中心在x轴上距离前固定架3下边缘的距离相同；b为360度可调刻度盘1到前固定架3右侧和下方的距离，即本发明压电驱动光学调整架的长度和宽度。360度可调刻度盘1可容纳固定螺环的直径即装卡直径，用表示，固定螺环用于固定光学镜片等，镜片的通光孔径用表示。e为后固定板7厚度，f为前固定架3的厚度，g为中间固定架8的厚度。

工作原理

360度可调刻度盘1可在前固定架3上做360度任意角度的旋转，将压电陶瓷片6固定在360度可调刻度盘1的后部，压电陶瓷片6就会随着360度可调刻度盘1的转动而转动。当将360度可调刻度盘1固定到某一角度时，利用外部驱动电压，就可实现压电驱动陶瓷在任一角度的压电调节。

第一调节螺杆4-1、第二调节螺杆4-2和第三调节螺杆4-3分别通过对应的m6螺孔固定在后固定板7上，当顺时针旋转某一调节螺杆时，拉伸弹簧10被拉伸，可推动前方前固定架3在某一方向的前进运动；当逆时针旋转某一调节螺杆时，拉伸弹簧10收缩恢复，可对应使前方前固定架3在某一方向上做向后运动。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。