光纤准直器的三维调整装置的制造方法

光纤准直器的三维调整装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光纤传导技术领域，尤其涉及一种光纤准直器的三维调整装置。
【背景技术】
[0002]随着光电子技术的发展，用于远距离激光传导的光纤被广泛的使用。光纤导光的光电子系统在光谱科学研宄、大气污染光电监测、医疗化验光电检测等领域具有成本低，光信号保真度高，受电信号干扰小等一系列优势。在高灵敏度气体的光电检测方面，对于一些使用光纤导光的激光气体分析仪来说，光纤和光电探测器之间要求精密对接，使发射激光的能量可以最大限度地耦合到接收光路中去。这就需要一种光纤精准接入端口机构，也叫光纤准直器。由于发射激光源到光能使用区有多级耦合或连接机构，存在着一定的积累误差，光能的利用率、检测的准确率就有不同程度的下降，所以光纤准直器设有三维调整装置，为确保光束的持久、稳定的对准耦合提供了一个方便易用的光学机械装置。
[0003]目前，现有的光纤端口难以对准连接主体，大多需要人工凭经验进行连接，工序繁琐，需要多次装卸，光路耦合损耗较大，耗费人力，而且降低了精密光谱的检测效率和精度。
【实用新型内容】
[0004]技术问题
[0005]有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题是提供一种光纤准直器的三维调整装置，以解决现有技术中需要人工将光纤端口对准连接主体，且需要多次拆装带来的光路耦合损耗较大以及降低光谱检测精度和效率的缺陷。
[0006]解决方案
[0007]为了解决上述技术问题，根据本实用新型的一实施例，提供了一种光纤准直器的三维调整装置，包括:
[0008]光纤接口，用于与发射光束的光纤接头连接；
[0009]主架，呈筒状，与所述光纤接口下端连接，所述主架内部设置有Z向调节柱，所述Z向调节柱内具有通光孔，所述通光孔下方固定设置有透镜；所述Z向调节柱与XY平面调节柱通过螺纹连接；
[0010]拨杆，从开设在所述主架外圆周上的长腰孔插入进开设在所述Z向调节柱外圆周上的旋转孔内，所述拨杆能够沿所述长腰孔绕所述主架旋转从而使得所述Z向调节柱带动所述透镜绕Z向转动；
[0011]所述XY平面调节柱，位于所述主架中，其外圆周面为支力面，所述主架上对应于所述XY平面调节柱的圆周还设置有调节螺钉孔，通过旋入紧定螺钉能够使得所述XY平面调节柱带动所述透镜在XY方向移动；
[0012]磁钢环，位于所述XY平面调节柱内部，所述透镜下方；
[0013]固定板，与所述磁钢环吸合并与所述主架固定连接。
[0014]如上所述的光纤准直器的三维调整装置，在一种可能的实现方式中，所述主架包括:
[0015]上圆柱，设置有用于与所述光纤接口的外螺纹连接的内螺纹；
[0016]中圆柱，沿所述圆周方向设置有所述长腰孔；
[0017]下圆柱，所述下圆柱上沿所述Z方向均匀设置有至少两个固定螺钉孔，所述固定螺钉孔通过固定螺钉与所述固定板固定连接；所述下圆柱上沿所述XY方向均匀设置有至少两个调节螺钉孔，所述调节螺钉孔中设置有所述紧定螺钉。
[0018]如上所述的光纤准直器的三维调整装置，在一种可能的实现方式中，所述上圆柱还设置有用于与外部仪器连接的外螺纹。
[0019]如上所述的光纤准直器的三维调整装置，在一种可能的实现方式中，所述光纤接口具有多种规格，以适配不同规格的光纤接头。
[0020]如上所述的光纤准直器的三维调整装置，在一种可能的实现方式中，所述固定板采用导磁材料制作，所述固定板设置有用于容置所述磁钢环的让位内圆，所述让位内圆的磁合面与所述磁钢环底部的磁平面吸合。
[0021]如上所述的光纤准直器的三维调整装置，在一种可能的实现方式中，所述让位内圆的直径大于所述XY平面调节柱的下圆周面的直径，所述让位内圆与所述XY平面调节柱之间的空隙为用于所述透镜的XY平面移动的XY向调节空隙。
[0022]如上所述的光纤准直器的三维调整装置，在一种可能的实现方式中，所述Z向调节柱与所述主架的内腔之间具有Z向调节空隙。
[0023]如上所述的光纤准直器的三维调整装置，在一种可能的实现方式中，所述下圆柱的下端设有安装平面，所述安装平面上设有用于与外部仪器连接的安装孔。
[0024]如上所述的光纤准直器的三维调整装置，在一种可能的实现方式中，所述Z向调节柱中所述通光孔的下端面与所述透镜粘胶贴合。
[0025]有益效果
[0026]根据本实用新型实施例的光纤准直器的三维调整装置，具有如下有益效果:
[0027]1、根据透镜到发射点的有效工作距离和平面准心位置能够在XY方向和Z方向上对透镜位置进行三维精细调节，使光源充分耦合进入透镜，提高了激光的使用效率、提高了光电传感系统的稳定度和精度；
[0028]2、根据光纤接头的实际需要各种光纤接头可方便调换各种光纤接口，使用范围广泛;
[0029]3、利用了磁力效应，简化了平面调节机构的纵向控制，缩小了整体结构体积；
[0030]4、三维调节都是在结构的外部操作调节，无需重新安装，避免了拆装结构带来的调节精度的降低，保证了调节精度，而且操作方便。
[0031]根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本实用新型的其它特征及方面将变得清楚。
【附图说明】
[0032]包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本实用新型的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本实用新型的原理。
[0033]图1示出本实用新型一实施例提供的光纤准直器的三维调整装置的结构剖面图；
[0034]图2示出本实用新型一实施例提供的光纤准直器的三维调整装置的结构零件爆炸图；
[0035]图3示出本实用新型一实施例提供的光纤准直器的三维调整装置的装配立体图；
[0036]图4示出本实用新型一实施例提供的主架的剖视图；
[0037]图5示出本实用新型一实施例提供的主架的俯视图；
[0038]图6示出本实用新型一实施例提供的Z向调节柱的剖视图；
[0039]图7示出本实用新型一实施例提供的XY平面调节柱的剖视图；
[0040]图8示出本实用新型一实施例提供的XY平面调节柱的底面示意图；
[0041]图9示出本实用新型一实施例提供的固定板的剖视图；
[0042]图10示出本实用新型一实施例提供的固定板的俯视图。
[0043]附图标记:
[0044]11、激光束；1、光纤接口 ；2、主架；21、上圆柱；22、中圆柱；23、下圆柱；24、调节螺钉孔；25、固定螺钉孔；26、台阶顶面；27、长腰孔；28、安装平面；29、安装孔；3、Z向调节柱；31、旋转孔；32、通光孔；33、透镜固定面；34、Z向调节外螺纹；4、透镜；5、XY平面调节柱；51、Z向调节内螺纹；52、顶力面；53、磁钢环固定面；54、外圆周面；55、支力面；6、磁钢环；61、磁平面；7、固定板；71、让位内圆；72、磁合面；73、固定螺纹孔；8、拨杆；9、紧定螺钉；10、固定螺钉；a、b、Z向调整空隙；c、d、XY平面调整空隙。
【具体实施方式】
[0045]以下将参考附图详细说明本实用新型的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
[0046]在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
[0047]另外，为了更好的说明本实用新型，在下文的【具体实施方式】中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本实用新型同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本实用新型的主旨。
[0048]如图1-3所示，分别为本实用新型一实施例提供的光纤准直器的三维调整装置的结构剖面图、结构零件爆炸图和装配立体图；该光纤准直器的三维调整装置自上而下依次设置有:光纤接口 1、主架2以及固定板7，其中主架2内部设置有Z向调节柱3、透镜4、XY平面调节柱5以及磁钢环6。
[0049]其中，光纤接口 I上部的接口用于配合光纤接头(未示出)，根据实际情况可选配不同规格的光纤接口，以方便不同的光纤接头的使用，光纤接头射出的发散光束即图3中的光束11。光纤接口 I下部具有外螺纹，与主架2的内螺纹配合连接。
[0050]再如图4、5所示，主架2用于作为该三维调整装置的Z向调节柱3、透镜4、XY平面调节柱5以及磁钢环6的连接体，还用于与外部仪器(例如检测仪器)进行连接安装。主架2包括上圆柱21、中圆柱22以及下圆柱23。
[0051]具体而言，上圆柱21设有内螺纹用于配合光纤接口 I下部的外螺纹，上圆柱21上设置的外螺纹用于与外部仪器进行连接安装。
[0052]中圆柱22位于上圆柱21下方，其内径和外径分别大于上圆柱21的内径和外径。中圆柱22外圆周上沿圆周设有两个对称的长腰孔27，用于为拨杆8绕主架2的径向转动提供调节空间。中圆柱22内部具有Z向调节柱3。
[0053]再结合图6所示，Z向调节柱3内部具有通光孔32，光束11从通光孔32中通过。Z向调节柱3的外部设有Z向调 节外螺纹34，用于与XY平面调节柱5的Z向调节内螺纹51相配合。通光孔32的下端面为透镜固定面33，透镜固定面33与透镜4平面粘胶贴合。Z向调节柱3的直径与透镜4的直径相同，粘胶贴合后完全固定。
[0054]Z向调节柱3与主架2的内腔之间具有Z向调节空隙，在图3中以a、b来标示。Z向调节柱3的外圆周上沿径向设有均布的四个旋转孔31，旋转孔31恰好对准长腰孔27，当作为驱动机构的拨杆8插入这四个旋转孔31中的任意一孔，由于具有空隙a和b，且由于Z向调节柱3与XY平面调节柱5为螺纹连接，因而通过拨动拨杆8在长腰孔27中绕主架2沿径向转动，就能带动Z向调节柱3在Z向移动，从而能够调节透镜4到光纤接头I的端面激光出射点的距离，即实现了 Z向调节。
[0055]下圆柱23的内径和外径分别大于中圆柱22的内径和外径。下圆柱23的圆周沿XY方向设有均布的三个调节螺钉孔24，三个调节螺钉孔24中分别配合有三个紧定螺钉9，用于调节透镜4在XY平面的位置，还用于顶住XY平面调节柱5使之不能沿X向转动。调节螺钉孔24的台阶顶面26与XY平面调节柱5的顶力面52相接触，顶力面52是XY平面调节柱5与主架2固定的受力面。下圆柱23的上端面上沿Z方向均布有三个固定螺钉孔25，分别用于连接固定螺钉10，固定螺钉10还用于连接固定板7。由于固定螺钉10的紧固作用，使主架2、XY平面调节柱5、固定板7连接固定。
[0056]此外，在下圆柱23的下端设有安装平面28，优选地，安装平面28上分布四个安装孔29，用于与外部仪器进行安装。
[0057]再结合图7、8所示，XY平面调节柱5的内部沿XY方向设置有磁钢环固定面53，用于与磁钢环6的上端面压配贴合，磁钢环6的下端面略高于XY平面调节柱5的下端面，二者直径相同，压入后完全固定。
[0058]XY平面调节柱5的外圆周面54为匀布三面支力面55，是紧定螺钉9的受力面。当旋入主架2上的三个紧定螺钉9分别进行旋动调节，就能够推动XY平面调节柱5的平面移动，从而带动透镜4在XY平面进行移动，实现透镜4的XY平面的调节。
[0059]再结合图9、10所示，固定板7采用导磁材料制造，设有让位内圆71，让位内圆71的底面为磁合面72，磁合面72与磁钢环6的底面磁平面61吸合，通过磁力效应，磁钢环6只能在贴合在磁合面72上移动，而不能在Z向移动，从而简化了三维调节装置的纵向控制。
[0060]让位内圆71的内径大于XY平面调节柱5的外圆周面54的外径，从而二者之间具有空隙，该空隙部分是XY平面调节柱5的平面移动的范围，在图中该XY平面调节空隙以C、d进行标示，该空隙也是透镜4的XY平面平面调节的范围，通过调整该距离能够使得透镜4的光轴与光束11的光轴完全重合。此外，固定板7上设置有三个固定螺纹孔73，与紧固螺钉10连接。简化了整个三维调节装置的纵向控制。
[0061]本实施例提供的光纤准直器的三维调节装置的使用如下所述:根据所使用透镜4的焦距，或有效工作距离，将拨杆8插入到Z向调节柱3的四个旋转孔31的任一孔，拨动拨杆8绕主架2径向转动，则Z向调节柱3随之在Z轴方向移动，从而调节透镜4到光纤端面的距离，当输出光斑的大小在Z向保持不变，即准直光束时取出拨杆8，即完成Z向调节。旋松三个紧定螺钉9，调节三个紧定螺钉9顶住XY平面调节柱5的支力面55，使得磁钢环6的磁平面61吸贴固定板7的磁合面72在平面内移动，进行XY平面调节，直到透镜4的圆心与入射光的光轴完全重合，此时输出光束聚成规则圆形光束射出，旋紧三个紧定螺钉9，即完成透镜4与入射光源的三维调节。
[0062]本实用新型提供的光纤准直器的三维调节装置，具有如下有益效果:
[0063]1、根据透镜到发射点的有效工作距离和平面准心位置能够在XY方向和Z方向上对透镜位置进行三维精细调节，使光源充分耦合进入透镜，提高了激光的使用效率、提高了光电传感系统的稳定度和精度；
[0064]2、根据光纤接头的实际需要各种光纤接头可方便调换各种光纤接口，使用范围广泛;
[0065]3、利用了磁力效应，简化了平面调节机构的纵向控制，缩小了整体结构体积；
[0066]4、三维调节都是在结构的外部操作调节，无需重新安装，避免了拆装结构带来的调节精度的降低，保证了调节精度，而且操作方便。
[0067]本领域普通技术人员可以意识到，本文所描述的实施例中的各示例性单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能宄竟以硬件还是软件形式来实现，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以针对特定的应用选择不同的方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本实用新型的范围。
[0068]如果以计算机软件的形式来实现所述功能并作为独立的产品销售或使用时，则在一定程度上可认为本实用新型的技术方案的全部或部分(例如对现有技术做出贡献的部分)是以计算机软件产品的形式体现的。该计算机软件产品通常存储在计算机可读取的非易失性存储介质中，包括若干指令用以使得计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本实用新型各实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0069]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种光纤准直器的三维调整装置，其特征在于，包括: 光纤接口，用于与发射光束的光纤接头连接； 主架，呈筒状，与所述光纤接口下端连接，所述主架内部设置有Z向调节柱，所述Z向调节柱内具有通光孔，所述通光孔下方固定设置有透镜；所述Z向调节柱与XY平面调节柱通过螺纹连接； 拨杆，从开设在所述主架外圆周上的长腰孔插入进开设在所述Z向调节柱外圆周上的旋转孔内，所述拨杆能够沿所述长腰孔绕所述主架旋转从而使得所述Z向调节柱带动所述透镜绕Z向转动； 所述XY平面调节柱，位于所述主架中，其外圆周面为支力面，所述主架上对应于所述XY平面调节柱的圆周还设置有调节螺钉孔，通过旋入紧定螺钉能够使得所述XY平面调节柱带动所述透镜在XY方向移动； 磁钢环，位于所述XY平面调节柱内部，所述透镜下方； 固定板，与所述磁钢环吸合并与所述主架固定连接。
2.根据权利要求1所述的光纤准直器的三维调整装置，其特征在于，所述主架包括: 上圆柱，设置有用于与所述光纤接口的外螺纹连接的内螺纹； 中圆柱，沿所述圆周方向设置有所述长腰孔； 下圆柱，所述下圆柱上沿所述Z向均匀设置有至少两个固定螺钉孔，所述固定螺钉孔通过固定螺钉与所述固定板固定连接；所述下圆柱上沿所述XY方向均匀设置有至少两个调节螺钉孔，所述调节螺钉孔中设置有所述紧定螺钉。
3.根据权利要求2所述的光纤准直器的三维调整装置，其特征在于，所述上圆柱还设置有用于与外部仪器连接的外螺纹。
4.根据权利要求1所述的光纤准直器的三维调整装置，其特征在于，所述光纤接口具有多种规格，以适配不同规格的光纤接头。
5.根据权利要求1所述的光纤准直器的三维调整装置，其特征在于，所述固定板采用导磁材料制作，所述固定板设置有用于容置所述磁钢环的让位内圆，所述让位内圆的磁合面与所述磁钢环底部的磁平面吸合。
6.根据权利要求5所述的光纤准直器的三维调整装置，其特征在于，所述让位内圆的直径大于所述XY平面调节柱的下圆周面的直径，所述让位内圆与所述XY平面调节柱之间的空隙为用于所述透镜的XY平面移动的XY向调节空隙。
7.根据权利要求1-6任一项所述的光纤准直器的三维调整装置，其特征在于，所述Z向调节柱与所述主架的内腔之间具有Z向调节空隙。
8.根据权利要求2或3所述的光纤准直器的三维调整装置，其特征在于，所述下圆柱的下端设有安装平面，所述安装平面上设有用于与外部仪器连接的安装孔。
9.根据权利要求1-6任一项所述的光纤准直器的三维调整装置，其特征在于，所述Z向调节柱中所述通光孔的下端面与所述透镜粘胶贴合。
【专利摘要】本实用新型涉及一种光纤准直器的三维调整装置，包括：光纤接口，主架，呈筒状，与光纤接口下端连接，主架内部设置有Z向调节柱，Z向调节柱内具有通光孔，通光孔下方固定设置有透镜；Z向调节柱与XY平面调节柱通过螺纹连接；拨杆，从开设在所述主架外圆周上的长腰孔插入进开设在所述Z向调节柱外圆周上的旋转孔内；XY平面调节柱，位于主架中，其外圆周面为支力面，主架上对应于所述XY平面调节柱的圆周还设置有调节螺钉孔，通过旋入紧定螺钉能够使得XY平面调节柱带动透镜在XY方向移动；磁钢环，位于XY平面调节柱内部，透镜下方；固定板，与磁钢环吸合并与主架固定连接。本实用新型提供的装置能够对透镜位置进行三维精细调节。
【IPC分类】G02B6-32
【公开号】CN204613448
【申请号】CN201520102583
【发明人】王胤
【申请人】宁波海尔欣光电科技有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年2月12日