一种带有研磨压力调整装置的铌酸锂晶片研磨装置及研磨方法_3

文档序号:9315239阅读:来源:国知局
加载块c构成的一体矩形块状结构,由AISI 321退火不锈钢制成。
[0070]如图6、图7所示,左基座303a中,定位块a作为非变形单元,右侧面上设计有矩形突起f,用来与右基座303b中定位块a左侧面上设计的矩形凹进g配合,实现左基座303a与右基座303b间的定位。夹紧块b作为变形单元,后侧面顶部与定位块a的前侧面顶部相接,并使夹紧块b后侧面与定位块a前侧面具有间隙。夹紧块b底部具有仅连通夹紧块b前侧面的加载块c设置空腔,用来设置加载块C。加载块c作为非变形单元,后侧面底部与定位块a前侧面底部相接。上述定位块a的右侧面上设计有贯通定位块a上下侧面的光纤定位槽d,用来设置光纤h ;光纤定位槽d的一侧与定位块a前侧面相通,则在定位块a右侧面的前侧边位置形成阶梯结构;同时,在光纤定位槽d的一端还开有晶片定位槽e,位于定位块a的底部,用来设置晶片i,如图10所示。
[0071]如图8、图9所示,右基座303b中,定位块a作为非变形单元,左侧面上设计有凹进结构g,与左基座303a上的突起结构f配合。夹紧块b作为变形单元,后侧面顶部与定位块a的前侧面顶部相接,使夹紧块b后侧面与定位块a前侧面具有间隙。夹紧块b底部具有仅贯通加紧块前侧面的加载块c设置空腔,用来设置加载块C,加载块c作为非变形单元,后侧面底部与定位块a前侧面底部相接。上述定位块a的右侧面上设计有连通定位块a上下侧面的光纤定位槽d,用来设置光纤h ;光纤定位槽d的一侧与定位块a前侧面相通,则在定位块a右侧面的前侧边位置形成阶梯结构;同时,在光纤h定位槽d的一端还开有晶片定位槽e,位于定位块a的底部,用来设置晶片i,如图11所示。
[0072]上述结构的左基座303a与右基座303b中,加载块c上分别开有贯通加载块c前后侧面的左螺纹孔与右螺纹孔,与夹紧螺钉螺纹配合,通过拧紧夹紧螺钉,使夹紧螺钉端部穿过螺钉孔与夹紧块b前部下方接触,如图12所示;由于夹紧块b与定位块a间仅有顶端相连,且之间留有间隙,由此,通过拧紧夹紧螺钉,通过夹紧螺钉向后推动夹紧块b下部,进而通过夹紧块b后侧面将晶片i夹紧在晶片定位槽e中。上述左基座与右基座上,靠近定位块a与夹紧块b相接处,开有同时贯通定位块a与夹紧块b左右侧面的圆形通孔,使定位块a与夹紧块b相接处形成拱形结构,拱形受力时会把力传给拱型的圆弧形部分,向周围均匀地分散开来,可有效降低定位块a与夹紧块b相接处受力强度,使得夹持机构303加紧部位可多次使用,而不会产生应力过度集中及定位块a与夹紧块b相接处强度失效的现象。
[0073]左基座303a与右基座303b通过基座安装件303c与研磨压力调整装置302中的定位台302h相连,如图5所示,基座安装件303c包括左基佐安装件与右基座安装件,为具有连接孔的板状结构,分别固定于左基座303a与右基座303b中定位块a上表面,可与定位块a制成一体结构;左基座安装件与右基座安装件上的连接孔相互对称,且均与定位台302h上的夹持机构连接孔对应。如图13所示,左基座303a通过矩形突起f与右基座303b矩形凹进g配合相对定位,此时通过螺栓穿过左基座303a中定位块a与右基座303b中定位块a上开设的螺孔将左基座303a与右基座303b固定为一体,此时左基座303a右侧面与右基座303b左侧面贴合,形成整体基座,;随后,通过螺栓穿过左基佐安装件与右基座安装件上的安装孔,将整体机构固定于定位台302h上。
[0074]所述锁紧机构303d具有2个,分别为左基座锁紧机构与右基座锁紧机构,分别用来实现左基座303a与右基座303b中的夹紧螺钉锁紧。2个锁紧机构303d均为U型结构,如图14所示,两侧面上对应位置分别开有通孔与螺纹孔,且弯曲位置作为螺钉定位口,内壁周向上设计有螺钉定位台肩j,用来定位夹紧螺钉。由此,将夹紧螺钉穿过螺钉定位口后,使螺钉的螺帽与螺钉定位台肩j贴合后定位;随后,将夹紧螺钉穿过一侧面上的通孔后,与另一侧面上的螺纹孔配合螺纹连接,通过拧紧夹紧螺钉,使锁紧机构303d两侧面间距减小,进而使定位螺钉口口径缩小,最终将夹紧螺钉夹紧。通过转动锁紧机构303d便可实现夹紧螺钉的转动,便于夹紧螺钉的旋进。
[0075]由于光纤h莫氏硬度为7,铌酸锂晶片i莫氏硬度为5,两者都属于硬脆材料,而在左基座303a与右基座303b中,手动拧紧夹紧螺钉将铌酸锂晶片i进行夹紧时,当夹紧螺钉过度旋紧时,很容易造成铌酸锂晶片i损坏。因此需精确控制螺钉旋进距离,而在本发明中,在左基座锁紧机构与右基座锁紧机构中侧面上设计有限位块k;同时,需保证在左基座303a与右基座303b中夹紧螺钉旋入加载块c上的螺纹孔使端部由螺纹孔穿出后,与夹紧块b前侧面接触时,通过向左进一步旋动左基座锁紧机构45°,限位块k与左基座303a左侧面接触,此时加载块C后侧面将左基座303a上的晶片i夹紧;通过向右进一步旋动右基座锁紧机构45°,限位块k与右基座303b右侧面接触,此时加载块c后侧面将右基座303b上的晶片i夹紧,如图14所示。
[0076]针对上述结构的带有研磨压力调整装置的铌酸锂晶片研磨装置的研磨方法,具体步骤如下:
[0077]步骤1:将两块铌酸锂晶片i安装在夹持机构303上,通过夹持机构303夹紧固定;
[0078]步骤2:研磨压力调整装置302的标定,并通过调节精密旋转台。光纤铌酸锂晶片需保证光纤轴向与光纤端面法向研磨成15度,满足研磨要求,可有效减少与Y波导耦合时的背向反射;
[0079]由胡克定律可知,调节弹簧302e的压缩量与研磨过程中研磨台施加给铌酸锂晶片i的力成正比关系。为直接调节研磨压力值,使用测量灵敏度为0.02g的电子秤标定读数头302g读数与研磨压力的对应关系;具体为:
[0080]a、将电子秤放在两块光线晶片i的下端;
[0081]b、上位机通过运动控制器控制三维空间定位装置I中z轴移动机构103的无刷伺服电机进入低速运转状态,使夹持机构303向下运动;当力传感器测量值减小0.5g时,立即停止z轴移动机构103的无刷伺服电机运转;
[0082]C、上位机通过运动控制器控制三维空间定位装置I中Z轴移动机构103的无刷伺服电机进入低速运转状态,控制研磨夹持机构3向下运动5_,使研磨压力调整装置302中滑块302c与限位螺钉分离;
[0083]d、旋转读数头302g至不同读数刻度,获得各读数刻度所对应的与对应的电子秤示测量值;
[0084]e:控制上位机通过运动控制器控制三维空间定位装置I中z轴移动机构103的无刷伺服电机运转,使研磨压力调整装置302抬高,使铌酸锂晶片i脱离电子秤,此时,研磨压力调整装置302中滑块302c与限位螺钉接触;随后,重复步骤b?d,获取读数头302g旋转至同一读数刻度下的多组电子秤测量值;
[0085]f、同一读数刻度下的多组电子秤测量值取平均,即可得到读数头302g在每一读数刻度下对应的研磨压力值,完成标定。
[0086]步骤3:上位机通过运动控制器控制三维空间定位装置lx、y方向的位置,,保证与两块铌酸锂晶片i相粘接的光纤h的中心点与研磨机5主轴的中心点距离相等,可保证两研磨轨迹的相同,进而保证了两铌酸锂晶片i的研磨质量相等。
[0087]步骤4:上位机通过运动控制器控制三维空间定位装置I中z轴移动机构103的无刷伺服电机进入低速运转状态,使研磨夹持机构3向下运动,至力传感器测量值减小;此时,上位机通过运动控制器控制三
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