预对准光学安装件制造技术

一种制备预对准光学安装件的方法，包括：将期望光学元件安装至外壳上；将外壳固定至具有至少四个自由度的物台；通过物台的调整使光学元件与指定光学轴线对准；加工外壳以匹配光学平台，外壳安装至光学平台上；其中外壳加工成使得当外壳安装至光学平台上时，光学元件的光学轴线与相对于光学平台的预定义光学轴线对准。对准。对准。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】预对准光学安装件
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求提交于2018年10月26日的美国临时专利申请No.62/751,257的权益。美国临时专利申请No.62/751,257的公开内容和整体教导内容据此以引用方式并入。


[0003]本专利技术整体地涉及光学安装件。更特别地，本专利技术涉及预对准光学安装件。

技术介绍

[0004]在光学系统中，每个部件的对准必须为非常精确的。通常，每个部件的对准执行以确保部件居中并且相对于光学轴线为正交的。然而，执行对准是非常耗时的，并且其通常涉及中心调整以及以对准光学器件的尖端/倾斜调整。此外，在一些光学系统中，部件放置于非常紧凑空间中，从而使对准过程非常困难。
[0005]因此，存在对于光学部件的需求，该光学部件预对准成使得当这些光学部件安装至光学系统设置中时，无需进一步对准。

技术实现思路

[0006]本公开的一个实施例提供了一种制备预对准光学安装件的方法，该方法包括：将期望光学元件安装至外壳上；将外壳固定至具有至少四个自由度的物台；通过物台的调整使光学元件与指定光学轴线对准；加工该外壳以匹配光学平台，该外壳安装至光学平台上；其中外壳加工成使得当外壳安装至光学平台上时，光学元件的光学轴线与相对于光学平台的预定义光学轴线对准。
[0007]本公开的另一实施例提供了一种预对准光学安装件，该预对准光学安装件包括外壳和光学元件，该外壳配置用于安装至光学平台上，该光学元件安装至该外壳上；其中外壳加工成使得当该外壳安装至光学平台上时，光学元件的光学轴线与相对于光学平台的预定义光学轴线对准。
[0008]本公开的另一实施例提供了一种预对准光学套件，该预对准光学套件包括：多个预对准光学安装件，和光学工作台；其中每个预对准光学安装件包括：外壳和特定光学元件，该特定光学元件安装至该外壳上；其中外壳包括：外壳上的接触表面，和接触表面上的第一和第二孔；其中接触表面相对于期望平面进行加工，并且第一和第二孔的位置和尺寸设定成配合光学工作台上的对应第一和第二定位销轴；其中当多个预对准光学安装件的接触表面接触插入有其相应定位销轴的光学工作台时，多个光学元件的光学轴线与相对于光学工作台的对应预定义光学轴线对准，并且期望光学路径与多个光学元件的光学轴线对准。
[0009]本公开的另一实施例提供了一种CNC铣床；物台，该物台具有至少四个自由度，该物台配置成牢固地支撑物台；光源，该光源配置成生成光束；分光镜，该分光镜配置成将光束传输至光学元件上并且将光从光学元件发射至第一检测器上；第二检测器，该第二检测
器配置成检测由光学元件所传输的光；处理器，该处理器配置成通过基于第一和第二检测器的信号检测器将调整命令发送至物台而使光学元件与指定光学轴线对准；该处理器还配置成控制CNC铣床以铣削外壳来匹配光学平台，该光学平台安装有外壳；其中外壳铣削成使得当外壳安装至光学平台上时，光学元件的光学轴线与相对于光学平台的预定义光学轴线对准。
附图说明
[0010]图1根据本专利技术的一个实施例示出了放置于CNC铣床中的光学设置。
[0011]图2根据本专利技术的一个实施例为光学设置的顶视图。
[0012]图3根据本专利技术的一个实施例为光学设置的透视图。
[0013]图4根据本专利技术的一个实施例为光学设置的前视图。
[0014]图5根据本专利技术的一个实施例为预对准光学安装件的透视图。
[0015]图6根据本专利技术的一个实施例为预对准光学安装件。
[0016]图7根据本专利技术的一个实施例为预对准光学安装件。
[0017]图8根据本专利技术的一个实施例为预对准光学安装件。
[0018]图9根据本专利技术的一个实施例为预对准光学安装件。
[0019]图10根据本专利技术的一个实施例为插入有杆的预对准光学安装件。
具体实施方式
[0020]根据本公开的原理的例示性实施了的描述旨在结合附图来阅读，这些附图应视为整个书面描述的一部分。在本文所公开的公开内容的实施例的描述中，对于方向或取向的任何引用仅旨在便于描述，并且非旨在以任何方式限制本公开的范围。相对术语，诸如“下部”、“上部”、“水平”、“竖直”、“之上”、“之下”、“上”、“下”、“顶部”和“底部”以及其派生词(例如，“水平地”、“向下”、“向上”等)，应理解成指代如所讨论的附图中所描述或所示的取向。这些相对术语仅便于描述，并且不需要设备以特定取向进行构造或操作，除非明确地这样指示。术语，诸如“附接”、“附连”、“连接”、“联接”、“互连”等，指代一种关系，其中结构直接地或通过居间结构间接地彼此固定或附接，以及均为可移动或刚性附接或关系，除非另行明确地描述。此外，本公开的特征和益处通过参考所举例实施例进行说明。因此，本公开明确地不应限制于此类示例性实施例，这些实施例示出了特征的一些可能非限制性组合，这些特征可单独地存在或以特征的其它组合存在；本公开的范围由本文所附的权利要求书来限定。
[0021]本公开描述了如目前所设想的实践本公开的一种或多种最佳模式。本描述非旨在以限制性意义来理解，而是提供了本公开的实例，该实例通过参考附图仅出于说明目的而呈现以向本领域的技术人员告知本公开的优点和构造。在附图的各个视图中，类似附图标号命名类似或相似部件。
[0022]重要的是，应当注意，所公开的实施例仅为本文创新教导内容的许多有利用途的实例。一般来说，在本申请的说明书中所做出的陈述非必然地限制各种所要求保护公开内容的任何内容。此外，一些陈述可适用于一些创新特征，但不适用于其它特征。一般来说，除非另行指示，单数元件可为复数，反之亦然，而不失通用性。
[0023]图1根据一个实施例示出了放置于计算机数控(CNC)铣床100中的光学设置200。需注意，可使用任何光学元件，诸如透镜、镜面、棱镜、光栅等。出于说明目的，透镜将用作实例。透镜安装于光学安装件的外壳中。光学安装件包括可加工部分，使得材料可移除以产生接触表面，该接触表面平行于基准平面，并且光学元件的光学轴线处于期望高度处。处理器300控制CNC铣床的操作。图2至图4根据一个实施例以不同视图示出了光学设置200。单模式光纤激光器210穿过板式分光镜220至透镜。如图5所示，透镜500为将与光学工作台对准的期望部分，并且接触表面510加工至预定义光学轴线高度并且通过两个精密定位销轴和孔进行居中。图5还示出了狭槽540以用于经由支架、螺栓等将安装件固定至光学工作台上。
[0024]为便于讨论，使用了X
‑
Y
‑
Z参考系。具有透镜500的光学安装件通过台钳来保持，该台钳附接至具有至少四个自由度的物台210(例如，六脚架)；在Z方向和Y方向上平移，直至检测器240(例如，2D侧向传感器)上的传输光束与其起始位置重叠。此外，物台的俯仰和偏摆进行调整，直至由镜面250所反射的条纹图案与其在检测器260(例如，CMOS相机)上的起始位置重叠。透镜通过物台的对准以迭代方式通过处理器300本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制备预对准光学安装件的方法，所述方法包括：将期望光学元件(500)安装至外壳上；将所述外壳固定至具有至少四个自由度的物台(230)；通过所述物台的调整使所述光学元件与指定光学轴线对准；加工所述外壳以匹配光学平台，所述外壳安装至所述光学平台上；其中所述外壳加工成使得当所述外壳安装至所述光学平台上时，所述光学元件的光学轴线与相对于所述光学平台的预定义光学轴线对准。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述光学元件与所述指定光学轴线的对准包括将光束(210)指引至所述光学元件，和执行以下项的至少一者：在Z方向和Y方向上调整所述物台(230)，直至2D侧向传感器(240)上的传输光束与其起始位置重叠；调整所述物台(230)的俯仰和偏摆，直至反射条纹图案与其在相机(260)上的起始位置重叠。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述光学元件与所述指定光学轴线的对准迭代地执行，直至实现可接受的对准。4.根据权利要求2所述的方法，还包括利用接触探头以用于在X方向上对准所述光学元件。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述光学平台为光学工作台，所述光学工作台具有在指定位置插入所述工作台中的第一和第二定位销轴，且其中所述外壳的加工包括：在所述外壳上加工接触表面；在所述接触表面上钻出第一和第二孔；其中所述接触表面相对于期望平面进行加工，并且所述第一和第二孔的位置和尺寸设定成配合所述光学工作台上的对应第一和第二销轴，使得当所述接触表面接触所述光学工作台时，所述光学元件的光学轴线与相对于所述光学工作台的预定义光学轴线对准，其中所述第一和第二定位销轴分别插入所述第一和第二孔中。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述光学平台为光学工作台，所述光学工作台包括狭槽，且其中所述外壳的加工包括：加工所述外壳以形成接触表面和所述接触表面的突出部；其中所述接触表面相对于期望平面进行加工，所述突出部的尺寸设定成以特定取向配合所述光学工作台中的对应狭槽，使得当所述接触表面接触所述光学工作台时，所述光学元件的光学轴线与相对于所述光学工作台的预定义光学轴线对准，其中所述突出部插入所述光学工作台的狭槽中。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述光学平台为光学工作台，所述光学工作台包括通道，且其中所述外壳的加工包括：加工所述外壳以形成接触表面和所述接触表面的突出部；其中所述接触表面相对于期望平面进行加工，所述突出部的尺寸设定成以特定取向配合所述光学工作台中的对应通道，使得当所述接触表面接触所述光学工作台时，所述光学元件的光学轴线与相对于所述光学工作台的预定义光学轴线对准，其中所述突出部滑动至所述光学工作台的通道中。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述光学平台为多个平行杆的布置，且其中所述外壳的加工包括：在所述外壳中钻出多个孔；其中所述多个孔的位置和尺寸设定成配合所述光学平台的对应杆，使得当所述多个平行杆插入所述外壳中的相应多个孔中时，所述光学元件的光学轴线与相对于所述光学平台的预定义光学轴线对准。9.一种预对准光学安装件，包括：外壳(600、700、800、900)，所述外壳(600、700、800、900)配置成安装至光学平台上，和光学元件(650、750、850、950)，所述光学元件(650、750、850、950)安装至所述外壳上；其中所述外壳加工成使得当所述外壳安装至所述光学平台上时，所述光学元件的光学轴线与相对于所述光学平台的预定义光学轴线对准。10.根据权利要求9所述的预对准光学安装件，其中所述外壳还包括一个或多个狭槽(540)以用于容纳安装支架或螺栓来将所述预对准光学安装件固定至所述光学工作台上。11.根据权利要求9所述的预对准光学安装件，其中所述光学平台为光学工作台，所述光学工作台具有在指定位置(610)插入所述工作台中的第一和第二定位销轴(640)，且其中所述外壳包括：所述外壳(600)上的接触表面(620)；和所述接触表面(620)上的第一和第二孔(630)；其中所述接触表面相对于期望平面进行加工，并且所述第一和第二孔的位置和尺寸设定成配合所述光学工作台上的对应第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：统雷有限公司，
类型：发明
国别省市：