基于磁流變技術(shù)的同軸型光電子器件耦合用夾具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光電子器件自動化耦合封裝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于磁流變技術(shù)的同軸型光電子器件耦合用夾具。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著光纖通信和光纖傳感技術(shù)的發(fā)展，光電子器件的制備成為了光信息技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵。有源器件是光纖通信系統(tǒng)中將電信號轉(zhuǎn)換成光信號或?qū)⒐庑盘栟D(zhuǎn)換成電信號的關(guān)鍵器件。同軸型有源光器件在光纖通信領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]現(xiàn)有同軸光器件封裝工藝中的關(guān)鍵步驟之一為激光器與光纖的耦合，封裝要求所被焊接的光收發(fā)組件有極高的同軸度和定位精度，并且要求裝卸器件簡單快捷，在裝載器件后能夠?qū)δK接通電源。耦合過程的第一步就是要將激光器的上表面與光纖的下表面調(diào)平，一種高效率、高精度、能自動將激光器調(diào)平的夾具，能使同軸型有源光器件耦合封裝效率大幅度提尚。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、制作成本低、耦合效率高、易于保證耦合精度的基于磁流變技術(shù)的同軸型光電子器件耦合用夾具。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種基于磁流變技術(shù)的同軸型光電子器件耦合用夾具，包括夾具安裝座和用于夾持工件的夾緊組件，所述夾緊組件通過一角度自動調(diào)整機(jī)構(gòu)安裝于夾具安裝座上，所述角度自動調(diào)整機(jī)構(gòu)包括外壁上設(shè)有凸球面的球面套筒，所述夾緊組件裝設(shè)于球面套筒的內(nèi)孔中，所述夾具安裝座設(shè)有安裝通孔，所述安裝通孔的孔壁上設(shè)有凹球面，所述球面套筒裝設(shè)于安裝通孔內(nèi)，且所述凸球面與凹球面球鉸接配合，所述凸球面或凹球面上設(shè)有凹槽，所述凹槽內(nèi)填充有磁流變液，所述夾具安裝座上設(shè)有勵磁繞組。
[0006]上述的夾具，優(yōu)選的，所述凹槽為以凸球面和凹球面的球心為中心的環(huán)型槽。
[0007]上述的夾具，優(yōu)選的，所述勵磁繞組繞設(shè)于夾具安裝座的安裝環(huán)槽中，所述環(huán)型槽和安裝環(huán)槽的軸線重合。
[0008]上述的夾具，優(yōu)選的，所述夾具安裝座由兩個對接的半座體通過緊固件連接而成。
[0009]上述的夾具，優(yōu)選的，所述夾具安裝座通過立柱支承固定于一底座的上方。
[0010]上述的夾具，優(yōu)選的，所述夾緊組件包括鎖緊套筒、彈性夾頭以及用于驅(qū)動彈性夾頭伸縮運(yùn)動的伸縮氣缸，所述鎖緊套筒固設(shè)于球面套筒的內(nèi)孔中，所述伸縮氣缸固定安裝于鎖緊套筒上，所述彈性夾頭設(shè)有多個沿圓周布置的彈性夾瓣以及位于多個彈性夾瓣上的第一錐面，所述彈性夾頭穿設(shè)于鎖緊套筒的內(nèi)孔中，所述鎖緊套筒的內(nèi)孔中設(shè)有與第一錐面配合迫使所有彈性夾瓣同步徑向向內(nèi)運(yùn)動的第二錐面。
[0011]上述的夾具，優(yōu)選的，所述彈性夾頭內(nèi)裝設(shè)有在夾持工件時給工件上電的上電組件，所述上電組件包括電極、電極分離柱和電極彈簧，所述電極分離柱通過電極彈簧彈性支承于電極的上方。
[0012]上述的夾具，優(yōu)選的，所述伸縮氣缸的伸縮桿上固接有電極座，所述電極座上通過緊固件連接有安裝螺母，所述彈性夾頭以螺紋連接方式可拆卸連接于安裝螺母上，所述電極固定安裝于電極座上。
[0013]上述的夾具，優(yōu)選的，所述彈性夾頭自上而下穿過所述鎖緊套筒的內(nèi)孔與電極座相連。
[0014]上述的夾具，優(yōu)選的，所述鎖緊套筒過盈配合安裝于球面套筒的內(nèi)孔中。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:本發(fā)明基于磁流變技術(shù)的同軸型光電子器件耦合用夾具，可使耦合裝置節(jié)省至少兩套分別驅(qū)動夾具繞X軸和Y軸擺動的高精度角度調(diào)整平臺，使耦合裝置的結(jié)構(gòu)更加簡單、緊湊，并大大降低了設(shè)備的成本；該夾具還不受傳統(tǒng)角度調(diào)整平臺的精度限制，能夠無級調(diào)節(jié)使工件的上表面相對于水平面的角度，從而可提高耦合精度，保證產(chǎn)品的質(zhì)量；同時通過勵磁繞組的通斷電來控制磁流變液進(jìn)行固液轉(zhuǎn)化的速度快，可實(shí)現(xiàn)球面套筒自由擺動和鎖止?fàn)顟B(tài)的快速轉(zhuǎn)換，因而調(diào)節(jié)激光器的上表面與光纖的下表面貼平的速度也快，能夠大大提高耦合效率。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明夾具的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明夾具的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為本發(fā)明夾具在進(jìn)行角度調(diào)整時的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖例說明:
1、夾具安裝座；11、安裝通孔；12、凹球面；13、安裝環(huán)槽；2、夾緊組件；21、鎖緊套筒；211、第二錐面；22、彈性夾頭；221、彈性夾瓣；222、第一錐面；23、伸縮氣缸；24、上電組件；241、電極；242、電極分離柱；243、電極彈簧；25、電極座；26、安裝螺母；3、球面套筒；31、凸球面；4、磁流變液；5、勵磁繞組；6、凹槽；7、底座；8、立柱。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0021]如圖1至圖3所示，本發(fā)明基于磁流變技術(shù)的同軸型光電子器件耦合用夾具，包括夾具安裝座I和用于夾持工件(同軸型光電子器件中的激光器)的夾緊組件2，夾緊組件2通過一角度自動調(diào)整機(jī)構(gòu)安裝于夾具安裝座I上，角度自動調(diào)整機(jī)構(gòu)包括外壁上設(shè)有凸球面31的球面套筒3，夾緊組件2裝設(shè)于球面套筒3的內(nèi)孔中，夾具安裝座I設(shè)有安裝通孔11，安裝通孔11的孔壁上設(shè)有凹球面12，球面套筒3裝設(shè)于安裝通孔11內(nèi)，且凸球面31與凹球面12球鉸接配合，球面套筒3可繞凸球面31和凹球面12的球心自由擺動，凸球面31上設(shè)有凹槽6，凹槽6內(nèi)填充有磁流變液4，夾具安裝座I上設(shè)有勵磁繞組5。在勵磁繞組5不通電時，凹槽6內(nèi)的磁流變液4為液態(tài)，球面套筒3及夾緊組件2可繞凸球面31和凹球面12的球心自由擺動，在勵磁繞組5通電時，可將磁流變液4變?yōu)轭惞腆w狀態(tài)，變?yōu)轭惞腆w狀態(tài)的磁流變液4會對凹球面12產(chǎn)生脹緊和摩擦作用，從而限制球面套筒3與夾具安裝座I的相對轉(zhuǎn)動，使球面套筒3相對于夾具安裝座I保持固定，即將球面套筒3鎖止。在進(jìn)行同軸型光電子器件的耦合時，先使勵磁繞組5斷電，耦合裝置的上夾具帶著上器件(同軸型光電子器件中的光纖)向下運(yùn)動下壓夾緊組件2夾持的激光器，當(dāng)光纖與激光器的配合面不平行時，光纖在下壓過程中迫使激光器及壓夾緊組件2繞凸球面31和凹球面12的球心自由擺動，可快速使激光器的上表面與光纖的下表面貼平；然后勵磁繞組5通電，磁流變液4變?yōu)楣虘B(tài)將球面套筒3鎖止，使激光器保持在貼平后的位姿，此時只需調(diào)節(jié)激光器在水平面內(nèi)的位移即可完成激光器和光纖的耦合。采用該夾具以后，耦合裝置可節(jié)省至少兩套分別驅(qū)動夾具繞X軸和Y軸擺動的高精度角度調(diào)整平臺，使耦合裝置的結(jié)構(gòu)更加簡單、緊湊，并大大降低了設(shè)備的成本；該夾具還不受傳統(tǒng)角度調(diào)整平臺的精度限制，能夠無級調(diào)節(jié)使工件的上表面相對于水平面的角度，從而可提高耦合精度，保證產(chǎn)品的質(zhì)量；同時通過勵磁繞組5的通斷電來控制磁流變液4進(jìn)行固液轉(zhuǎn)化的速度快，可實(shí)現(xiàn)球面套筒3自由擺動和鎖止?fàn)顟B(tài)的快速轉(zhuǎn)換，因而調(diào)節(jié)激光器的上表面與光纖的下表面貼平的速度也快，能夠大大提高耦合效率。在其他實(shí)施例中，凹槽6也可以設(shè)在凹球面12