一种微型光学元件的安装夹具及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种微型光学元件的安装夹具及方法，属于半导体光电子学技术领域。
【背景技术】
[0002]半导体激光器在工业、医疗、通讯、军事等领域的应用越来越广泛，并朝高功率、小型化方向发展。随着半导体激光器材料生长和制作工艺水平的进步，单个管芯的最大输出功率已经达到12W，但是仍然无法满足工业生产对高功率激光的要求，为了得到高功率半导体激光输出，最通常的方法是将多个管芯发出的光进行合并。由于半导体激光器发出的光束具有发散角大、光斑不均匀等特点，需要采用一系列光学元件来对多个半导体激光束进行整形和整合。为了得到小体积的半导体激光器件，要求用于光斑和光束进行光学处理所用的光学元件体积很小，且光学元件的位置需要通过精细调节来确定，要求其在安装时不能占据太大的空间。现在常用的调节方法为使用工装夹持，将光学元件用工装夹住，调节完成后用胶或焊锡固定后松开工装夹持。该方法的缺点是工装用于夹持光学元件的部位一般体积较大，否则影响夹持的牢固性，不适合在较小空间内对光学元件进行调节；另外，对于体积较小的光学元件，工装夹持的可靠性和稳定性难以保证，影响调节的效率和效果。
[0003]中文专利文献CN201535835 U公开了一种光学元件的调节固定结构，该实用新型的方法是将需要调整和固定的光学元件安装在一个筒或杆上，在激光器或激光设备底座上安装一个支座，支座上有一个在上方开口的水平筒。装有光学元件的辅助筒或杆可以插入支座上的开口筒内，使用工装夹持，可以方便地对光学元件进行位置和角度调节。调节完毕后将焊料从开口筒的上方开口注入，把光学元件牢固地焊接固定在支座上。该方法的不足之处在于只能用来调节体积较大的光学元件，且无法在空间较小的封装器件内进行调节。
[0004]中文专利文献CN103844596 A公开了一种可调节固定架，该发明涉及一种不仅调节夹持大小，而且可以伸缩的固定架。在板面上固定一组带有折叠轴的支架，用来调节固定架的高度。将夹持物体的部分换成旋转钮，通过此旋转钮来改变夹持范围，使其适应所夹物体的大小。该方法的不足之处在于夹持物体的部分体积较大，无法在小空间内进行调节，且对于体积较小的光学元件，其夹持稳定性难以保证。
[0005]中国专利文献CN104191393A公开了一种固定光学元件的夹具，包括第一环体、第二环体，其中第一环体为内侧开口的空腔结构，第二环体转动设置在第一环体的空腔结构中；还包括一处固定在第一环体上、另一处固定在第二环体上的至少三个夹具;其中夹具的两处分别开设有枢接孔，夹具通过枢接孔枢设于第一环体和第二环体上。在本发明中，夹具通过枢接孔安装在第一环体和第二环体上，通过转动第一环体和第二环体即可调整夹具之间的相对距离，从而使得夹具可夹持不同大小和形状的光学元件。但是，本专利设计的夹具用途是为了固定光学元件以便于测量光学元件的光学性质，仅对其夹持特性有要求，而半导体激光器封装壳体较小，光学元件夹持于该夹具的中间，体积较大，无法在空间较小的封装器件内进行调节。
【发明内容】
[0006]针对现有技术的不足，本发明提供了一种微型光学元件的安装夹具。
[0007]本发明还提供了一种利用上述安装夹具对微型光学元件进行安装的方法。
[0008]本发明的技术方案为:
[0009]—种微型光学元件的安装夹具，包括:
[0010]框架，所述框架的上、下部均设有轴向滑动路径；
[0011]第一导管，所述第一导管竖直固定设置在所述框架内右部；
[0012]推动结构，所述推动结构设置在所述框架的左部；以及
[0013]第二导管，所述第二导管竖直活动设置在所述轴向滑动路径上，所述第二导管位于所述推动结构与所述第一导管之间；
[0014]在所述推动结构的作用下，使得所述第二导管沿所述轴向滑动路径移动；
[0015]所述第一导管的两端的导管口均延伸至所述框架外，所述第一导管内设有第一光纤且第一光纤的两端延伸出所述第一导管的两端的导管口；
[0016]所述第二导管的两端的导管口均延伸至所述框架外，所述第二导管内设有第二光纤且第二光纤的两端延伸出所述第二导管的两端的导管口。
[0017]使用时，将微型光学元件的一端与第一光纤的一端粘接，在推动结构的作用下，使所述第二导管沿所述轴向滑动路径移动，直至第二光纤的一端接触到微型光学元件的另一端，并进行固定。
[0018]此处设计的优势在于，该发明采用光纤粘接的方法对微型光学元件进行夹持，不会额外增加微型光学元件的体积，有利于在小空间内进行调节。
[0019]根据本发明优选的，所述第一光纤及所述第二光纤的直径的取值范围均为ΙΟμπι-1OOOum0
[0020]所述第一光纤及所述第二光纤需要用丙酮浸泡或燃烧的方法去除涂覆层。
[0021]根据本发明优选的，所述第一导管及所述第二导管均为中空结构的圆柱体或长方体，所述第一光纤与所述第一导管的两端的导管口通过胶水固定连接，所述第二光纤与所述第二导管的两端的导管口通过胶水固定连接。
[0022]根据本发明优选的，所述推动结构包括:旋转部件、第一弹性部件、第二弹性部件、固定片，所述固定片设置在所述第二导管上，所述框架内左上部与所述固定片上部之间设有第一弹性部件，所述框架内左下部与所述固定片下部之间设有第二弹性部件，所述旋转部件穿过所述框架左部延伸至与所述固定片接触。
[0023]此处设计的优势在于，在第一弹性部件、第二弹性部件的拉力作用下，所述第一导管及所述第二导管的间距随着旋转部件的旋转改变，实现对不同尺寸微型元件的夹持。
[0024]根据本发明优选的，所述第一弹性部件及所述第二弹性部件均为弹簧，所述旋转部件为螺钉。
[0025]根据本发明优选的，所述第一导管通过导孔穿过所述框架，所述第二导管通过导孔穿过所述框架。
[0026]根据本发明优选的，所述轴向滑动路径为轴向导轨，所述框架的上部还设有固定孔。
[0027]固定孔用于将安装夹具固定在多维调节架上，便于对微型光学元件的位置角度等进行调节。
[0028]根据本发明优选的，所述框架为金属材料，所述第一导管及所述第二导管均为金属材料或玻璃材料，所述固定片为金属材料、陶瓷材料、玻璃材料、石英材料中的任一种。
[0029]根据本发明优选的，所述第一导管与所述框架、所述第二导管与所述框架、所述固定片与所述第二导管均为一体式焊接安装结构。
[0030]—种利用上述安装夹具对微型光学元件进行安装的方法，具体步骤包括:
[0031](I)根据微型光学元件形状调节所述第一光纤及第二光纤的长度，并用胶水将其与所述第一导管及所述第二导管的导管口固定连接；
[0032](2)将微型光学元件的一端与第一光纤的一端通过紫外胶粘接；
[0033](3)在推动结构的作用下，使所述第二导管沿所述轴向滑动路径移动，直至第二光纤的一端接触到微型光学元件的另一端，并通过紫外胶粘接；
[0034](4)将粘接完微型光学元件的安装夹具用螺钉固定在调节架上，先粗调微型光学元件在激光器中的位置，再用调节架进行精细调节，调节到位后，用紫外胶将微型光学元件固定，将所述第一光纤及所述第二光纤切断，完成微型光学元件的精细调节。
[0035]本发明的有益效果:
[0036]1、本发明采用光纤粘接的方法对微型光学元件进行夹持，不会额外增加微型光学元件的体积，有利于在小空间内进行调节。
[0037]2、本发明通过紫外胶粘接，比工装夹持更牢固，稳定性高，调节完成后，直接将第一光纤及第二光纤切断，移除安装夹具，操作方便、灵活。
[0038]3、本发明结构设计合理、使用方便。
【附图说明】
[0039]图1为本发明的结构示意图；
[0040]图2为本发明的应用不意图；
[0041]图3为本发明的立体结构示意图；
[0042]其中，1、框架，2、第一导管，3、第二导管，4、第一光纤，5、第二光纤，6、固定片，7、螺钉，8、弹簧，9、固定孔，10、微型光学元件，11、轴向滑动路径。
【具体实施方式】
[0043]下面结合说明书附图和实施例对本发明作进一步限定，但不限于此。
[0044]实施例1
[0045]—种微型光学元件的安装夹具，包括:
[0046]框架I，所述框架I的上、下部均设有轴向滑动路径11;
[0047]第一导管2，所述第一导管2竖直固定设置在所述框架I内右部；
[0048]推动结构，所述推动结构设置在所