Устройство юстировки и фиксации микрооптических элементов

 

Изобретение относится к технологии волоконно-оптических систем связи. Сущность изобретения: устройство содержит юстировочное устройство и пакет пластин с посадочными местами под юстируемые элементы , Для фиксации пластин введен узел жесткой фиксации пластин, который содержит тягу, проходящую через отверстия пластин , и регулировочный винт. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 02 В 6/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4799524/10 (22) 12.01.90 (46) 23.05.92. Бюл. М 19 (71) Научно-производственное объединение

" .Волна" (72) С.А.Дмитриев, B.È.Àäæàëoâ, В.А.Нежеметдинов и В.П,Скиба (53) 681.7.068(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1138778, кл. G 02 В 6/42, 1985.

Авторское свидетельство СССР

N 1418635, кл. G 02 В 6/24, 1988.

Изобретение относится к области технологии волоконно-оптических систем связи (ВОСП) и предназначено для использования при изготовления микрооптических компонентов ВОСП.

Известно устройство для юстировки и. взаимной фиксации микрооптических элементов, содержащее юстируемые столы с приводами и нагреватель фиксирующего агента /1/. Основным недостатком этого и подобных устройств является их низкая пропускная способность, определяемая временем отверждения фиксирующего агента.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является содержащее неподвижную и не менее чем одну подвижную пластины, сложенные в виде стянутого пружинами пакета последовательно соприкасающихся плоскостями и снабженные посадочными местами под юстируемые элементы, а также узел фиксации пластин /2/. В этом решении после механической фиксации элементы могут быть сня„„5U 1735790 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЮСТИРОВКИ И ФИКСАЦИИ МИКРООПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ (57) Изобретение относится к технологии волоконно-оптических систем связи, Сущность изобретения: устройство содержит юстировочное устройство и пакет пластин с посадочными местами под юстируемые элементы, Для фиксации пластин введен узел жесткой фиксации пластин, который содержит тягу, проходящую через отверстия пластин, и регулировочный винт. 4 ил. ты с юстировочного устройства и направлены для окончательной (например, клеевой) фиксации.

Основным недостатком данного устройства является низкая надежность фиксации, обусловленная проскальзыванием пластин при поджатии их пружиной и неизбежным износом пружины.

Целью предлагаемого изобретения являются повышение надежности фиксации.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем неподвижную и не менее чем одну подвижные пластины, сложенные в виде стянутого пружинами пакета, последовательно соприкасающиеся плоскостями и снабженные посадочными местами под юстируемые элементы, а также узел фиксации пластины, согласно предложению узел фиксации выполнен в виде рычага, опирающегося на неподвижную пластину через два опорных шара, выступающих над поверхнос1 ью пластины не менее чем на половину, с централи жестко закрепленными относительно этой пластины, и же1735790

25

30 поверхности неподвижной пластины, и про- 40

50 сткой тяги, осуществляющей замыкание рычага между опорными шарами к неподвижной пластине, с одной стороны, и последней к неподвижным пластинам из пакета с другой, при этом на первый опорный шар рычаг опирается не менее чем двумя точками на полуокружности, расположенной симметрично относительно плоскости, перпендикулярной верхней поверхности неподвижной пластины и проходящей через прямую, соединяющую центры опорных шаров, причем хотя бы две точки опоры расположены на разных половинах полуокружности, со вторым опорным шаром рычаг контактирует через пяту, соприкасающуюся с шаром не менее чем в трех точках окружности, симметрично расположенной относительно вы- шеупомянутой плоскости, причем не менее, чем три точки опоры, расположены в разных третях окружности, механический контакт тяги и. рычага выполнен с возможностью углового перемещения тяги относительно пятна касания рычага и опорных шаров, причем точки контакта тяги и рычага расположены ниже этой плоскости, а опорная пята рычага выполнена с возможностью фиксируемого линейного перемещения в направлении, перпендикулярном этой плоскости, механический контакт тяги и Roследней из подвижных пластин выполнен с возможностью углового поворота тяги относительно точки, фиксированной по отношению к этой пластине, при этом тяга не имеет иного механического контакта с пластинами во всем диапазоне юстировок, одна из пружин, стягивающая пакет пластин, закреплена одним концом на последней подвижной пластине, а другим — на рычаге в плоскости, перпендикулярной к обращенной к рычагу ходящей через центры опорных шаров в точке, перпендикуляр из которой. опущенный на прямую, соединяющую центры опор-. ных шаров, пересекает ее вне отрезка между центрами со стороны первого опорного шара.

Изобретение поясняется чертежами. где на фиг. 1 — 4 изображен общий вид уст ройства и его сечения, На чертеже обозначены: 1 — тяга, 2— зацеп, 3 — рычаг, 4 — пластина неподвижная, 5 — первый опорный шар, 6 — пружина, 7 и 8 — юстируемые микрооптические элементы, 9 — пластина подвижная, 10 — зацеп, 11— планка запорная, 12 — пята, 13 — первая полусфера, 14 — второй опорный шар, 15— вторая полусфера, 16 — штифт, 17 — фиксатор, 18 — прецизионная подвижка по координате Х, 19 — корпус с прецизионной по координатам X и У, 20 — подвижный упор, 21

15 — упор, 22 — прецизионная подвижка по координате У, 23 — держатель, 24 — подвижный упор, 25 — шар и рецизион н ых подвижек.

Устройство для юстировки и взаимной фиксации микрооптических элементов содержит неподвижную пластину 4 и подвижную пластину 9, сложенные в виде стянутого пружинами 6 пакета соприкасающиеся плоскостями и снабженные посадочными местами под юстируемые микрооптические элементы 7 и 8, закрепленные фиксаторами

1, узел фиксации пластин, выполненного в виде рычага 3, опирающегося на неподвижную пластину 4 через два опорных шара 5 и

14, выступающих над поверхностью пластины 4 не менее чем на половину, с центрами жестко закрепленными относительно этой пластины, и механическую жесткую тягу 1, осуществляющую замыкание рычага 3 между опорными шарами 5 и 14 к неподвижной пластине 4, с одной стороны и подвижной пластины 9 с другой, при этом на первый опорный шар 5 рычаг 3 опирается не менее чем двумя точками на полуокружности, расположенной симметрично относительно плоскости перпендикулярной верхней поверхности неподвижной пластины 4 и проходящей через прямую, соединяющую центры опорных шаров 5 и 14, причем хотя бы две точки опоры расположены на разных половинах полуокружности, со вторым опорным шаром 14 рычаг 3 контактирует через тягу 12, соприкасающуюся с шаром 14 не менее чем в трех точках окружности, симметрично расположенной относительно вышеупомянутой плоскости, причем не менее, чем три точки опоры расположены в разных третях окружности, механический контакт тяги 1 и рычага 3 выполнен с возможностью углового перемещения тяги 3 относительно точки на прямой, перпендикулярной плоскости, проведенной через пятна касания рычага 3 и опорных шаров 5 и 14, то есть, через первую полусферу 13, насаженную на тягу 1, а коническую поверхность на рычаге

3, причем точки контакта тяги 1 и рычага 3 расположены ниже этой плоскости, а опорная тяга 12 рычага 3 выполнена с резьбовой поверхностью, для осуществления возможности фиксируемого линейного перемещения в направлении перпендикулярном этой плоскости, механический контакт тяги 1 и подвижной пластины 9 выполнен с возможностью углового поворота тяги 1 относительно точки, фиксированной по отношению к этой пластине, то есть через полусферу 15, зафиксированной на тяге 1 запорной планкой 11, и коническую поверхность на подвижной пластине 9, при этом между боковой поверхностью тяги 1 и пла1735790

55 сил и силового замыкания по координатам

Х и У, создаваемое тремя пружинами 6, две из которых зацеплены за зацепы 10 и штифты 16 подвижной и неподвижной пластин 4 и 9, а третья зацеплена эа зацеп 10 подвижстинами 4 и 9 существует зазор во всем диапазоне юстировок, одна из трех пружин

6, стягивающих пакет пластин 4 и 9 закреплена одним концом через зацеп 10 на подвижной пластине 9, а другим концом через зацеп 2 — на рычаге 3 в плоскости, перпендикулярной к обращенной к рычагу 3 поверхности неподвижной пластины 4, и проходящей через центры опорных шаров 5 и 14 в точке, перпендикуляр из которой, опущенный на прямую, соединяющую центры опорных шаров 5 и 14, пересекает ее вне отрезка между центрами со стороны первого опорного шара 5, корпус 19 с прецизионными подвижками 18 и 22 по координатам Х и У, в который закреплено упором

21 за неподвижную пластину 4 устройство юстировки и фиксации с ориентацией его относительно координат X и У, закрепленные в держателе 23 шары 25, через которые подвижные упоры 20 и 24 прижимают подвижную пластину 9 своими боковыми точными поверхностями к прецизионными подвижками 18 и 22 по координатам X u Y.

Устройство работает следующим образом.

Юстировочное устройство с зажатыми в посадочных местах микрооптическими элементами фиксаторами 17 устанавливается в корпус 19 и зажимается упором 21 за неподвижную пластину 4 одновременно ориентирующим его по координатам X u Y.

Поворотом пяты 12 разжимается пакет пластин, затем одновременно подводятся подвижные упоры 20 и 24 к подвижной пластине 9, которая прижимается своими точными боковыми поверхностями Г и Д через два шара 25 силой к точной поверхности В на торце прецизионной подвижки 18 по координате X и через один шар 25 силой

Гг к точной поверхности Е на торце прецизионной подвижки 22 по координате Y. Пе-ремещением подвижек 18 и 22 производится юстировка микрооптических элементов по координатам X и У, путем перемещения ими подвижной пластины 9 точными боковыми поверхностями Г и Д через шары 25 по точным поверхностям В и Е на торцах подвижек, наличие которых обеспечивает плавность и точность юстировки.

При этом стык пластин 4 и 9, поверхности которого выполнены точными и скользят при юстировке друг по другу, закрыт силовым замыканием, усилие которого сравнимо с весом подвижной пластины и меньше ной пластины 9 и зацеп 2, помещенный на рычаге 3, позволяет при разжатом пакете пластин, тяге 1 своими полусферами 13 и 15 находиться в контакте с рычагом 3 и подвижной пластиной 9, рычагу 3 опираться на опорный шар 5 и между конической поверхностью пяты 12 и опорным шаром 14 иметь зазор, После юстировки элементов их взаимное расположение фиксируется поворотом пяты 12, при этом она перемещается в рычаге 3 и набегает своей конической поверхностью на опорный шар 14 и упирается в него, рычаг 3 по резьбовой поверхности пяты поднимается вверх и тянет за собой тягу 1, опираясь другим концом на опорный шар 5, что позволяет стянуть пластины 4 и 9 с юстированными микрооптическими элементами, накладывая тем самым на закрытый стык этих пластин большое усилие порядка 150 — 300 к, Несмотря на то, что рычаг 3 имеет два опорных шара 5 и 14 он принимает устойчивое положение благодаря тому, что точки приложения сил Р> и Pz на рычаге 3 направлены в противоположную сторону и находятся выше на величину

К точки приложения на него силы Р, направленной s сторону верхней поверхности неподвижной пластины. Конструкция узла фиксации юстировочного устройства исключает смещение пластин относительно другдруга в момент зажатия и после. Это достигается тем, что на всем диапазоне юстировочного движения подвижной пластины 9 ось тяги 1 находится в телесном угле самоторможения поверхностей стыка пластин, что в момент стягивания позволяет нейтрализовать боковую силу, действующую на подвижную пластину 9, возникающую из-за отклонения оси тяги 1 от нормали к плоскости стыка пластин, образующегося после юстировки, а узел фиксации выполнен самоустанавливающимся.

Это позволяет п.ри зажатии съюстирован ного положения устройства (что реализуется вращением пяты 12, при котором происходит сначала взаимный контакт всех деталей узла фиксации, а затем нарастание силы стягивания от нуля до максимальной, это формирует необходимое состояние упругой деформации поверхностей в зонах взаимного контакта деталей узла) получить одинаковое расположение деталей узла фиксации в положении деталей узла и при силе стягивания равной нулю, и при силе равной максимальной, что позволяет осуществить надежнун фиксацию устройства.

После фиксации устройства одновременно отводятся подвижные упоры 20 и 24, осуществляющие силовое замыкание по координатам X и У, и после разжатия упора 21, устройство снимают с позиции юстировки и

1735790 укладывают в стеллаж для отверждения фиксирующего состава, находящегося между микрооптическими элементами.

Таким образом, устройство обеспечивает механическую фиксацию элементов после юстировки, позволяющую снять зафиксированные элементы с юстировочного устройства и передать их на окончательную фиксацию (склеивание, сварка, пайка и т,д.). При этом не используется пружинная фиксация, как в прототипе, тем самым исключены неточности фиксации и повышена ее надежность, особенно при условиях возможной вибрации, а также при длительной эксплуатации в том числе из-за износа пружины.

Формула изобретения

Устройство для юстировки и фиксации микрооптических элементов, содержащее основание, на котором закреплен пакет не менее, чем из двух пластин с посадочными местами под микрооптические элементы, стянутый пружинами, о т л и ч а ю щ е е с я

5 тем, что, с целью повышения качества юстировки, в него введен узел жесткой фиксации пакета пластин, включающий тягу со сферическими опорами, рычаг, шаровые опоры и регулировочный винт, в пластинах выполне10 ны сквозные отверстия, при этом тяга установлена с зазором во всем диапазоне юстировок в отверстиях пластин и связана через сферические опоры с нижней пластиной пакета и рычагом, опирающимся на вер15 хнюю пластину пакета, через шаровые опоры, центры которых жестко закреплены относительно верхней пластины, причем с одной из шаровых опор рычаг связан через регулировочный винт, а ось тяги расположе20 на между центрами шаровых опор.

1735790

1735790

С73иг4

40

50

Редактор А.Зробок

Заказ 1814 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

f)

Составитель А.Лопатин

Техред М,Моргентал Корректор Н,Ревская