一种用于光学元件对齐的纳米位移器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种用于光学元件对齐的纳米位移器，包含一平台，具有一上表面及一下表面；一前支撑块及后撑块固定的安装所述平台的上表面处所述前支撑块及后支撑块为刚体；一右金属片及左金属片配置在所述前支撑块及后支撑块之间；所述右金属片及左金属片相隔开；一移动块；一杆体；一弱弹簧；一强弹簧；所述强弹簧的中间部份与所述右金属片相接触；所述强弹簧具有一较高的弹性系数Ｋ２；所述高弹性系数Ｋ２远大于所述低弹性系数Ｋ１；以及一调整单元，连接所述弱弹簧；所述调整单元可以放松或压紧弱弹簧；所述调整单元主要用于压缩弱弹簧而调整弱弹簧的长度。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种纳米位移器，尤其涉及一种用于光学元件的纳米位移 器，在此装置中，不需要电力即可驱动所述纳米位移器。本技术中弱弹簧 的移动范围相当的大，所以使用者的手臂可以控制所述移动块在一段相当小的 范围移动，所以所述纳米位移器可以提供相当准确的操作，而且相当低廉。
技术介绍
纳米位移器可移动过非常小的距离，如几个次微米或几纳米， 一般纳米位 移器适用于光学元件的对齐。随着光通讯及许多其他光学应用的成长，光学元件对齐也成为工业中一项 重要的课题。因为在对齐光学元件时的工作效应将大大的影响整个产能及光通 ifl的效果。例如当将两个光纤连结时，或将光纤连结到光二极管(photo diode)或发光 二极管(light emitting diode),或者将光纤与光波导连结时，必须将两条光 元件相对齐。金属线的连结相当的简单，因为只需要将两个导线相接触就可以。但是光 学元件的连结就相当的复杂，其精准度的范围在次微米的范围内。因此有经验 的技工必须将光学元件对齐，但是此对于大量生产而言将造成生产上的瓶颈。自动对齐系统可以将两个光学元件的光轴微微的调整，而使得对齐后的传 输耗损达到最小。 一当对齐之后由激光处理或树脂将所述光轴固定住。图10显 示具代表性的对齐系统的架构，所述系统包含光源、对齐工具、控制器、测量 光强度的功率测量器及一个控制用的个人电脑，所述对齐工具运用步进马达而 以次微米的移动级距移动光纤的尖端。电脑接收来自电脑控制器的数据，而将 所述数据回传到所述控制器。在对齐时由电脑产生控制信号。在上述的结构中步进马达可以由压电元件取代，而将电能转换成机械能， 以驱动定位光纤的夹臂。所述夹臂为一V型槽。5上述工具以电力驱动，而且可以达到所需要的精准度，而在次微米的范围 内移动所述夹臂。但是此装置相当的昂贵，而且必须以电力驱动。所以必须要 有 一种崭新的设计可以改良上述的缺点。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种用于光学元件的纳米位移器，在此装置中， 不需要电力即可驱动所述纳米位移器。本技术中弱弹簧的移动范围相当的 大，所以使用者的手臂可以控制所述移动块在一段相当小的范围移动，所以所 述纳米位移器可以提供相当准确的操作，而且相当低廉。为达到上述目的，本技术中提出一种用于光学元件对齐的纳米位移器，包含一平台，具有一上表面及一下表面； 一前支撑块及一后撑块，固定安装于 所述平台的上表面处；所述前支撑块及所述后支撑块之间维持一段距离以固定 其他元件；所述前支撑块及所述后支撑块为刚体；因此在本技术的装置操 作时几乎不会变形； 一右金属片及所述左金属片配置在所述前支撑块及所述后 支撑块之间；所述右金属片及所述左金属片相隔开；所述右金属片及所述左金 属片悬吊在所述前支撑块及所述后支撑块之间，而且不会与所述平台的上表面 相接触； 一移动块，配置在所述右金属片及所述左金属片之间，所述移动块， 固定安装在所述右金属片及所述左金属片之间；所述移动块的下表面与所述平 台的上表面相隔开；所述移动块、所述右金属片及所述左金属片固定形如一钢 体结构； 一杆体，连接到所述移动块的下表面，而不与所述平台的上表面相接 触； 一弱弹簧，连接到所述杆体的中间部位；所述弱弹簧具有较低的弹性系数 Kl; 一强弹簧，其两端固定到所述前支撑块及所述后支撑块之间；所述强弹簧 的中间部份与所述右金属片相接触；所述强弹簧具有一较高的弹性系数K2;所 述高弹性系数K2远大于所述低弹性系数K1;以及一调整单元，连接所述弱弹簧； 所述调整单元可以放松或压紧弱弹簧；所述调整单元主要用于压缩弱弹簧而调 整弱弹簧的长度。其中所述弱弹簧及所述强弹簧为具弹性的簧片。所述调整单元可以将螺旋 操作改成线性操作；所述调整单元有一螺转头，可以驱动平板而移动座体；一 固定块固定到平板上。所述弱弹簧的两端则锁到固定块上；在操作时所述螺转 头将使得弱弹簧前后移动。所述前支撑块及后支撑块为刚体。其中将一预载(preload)加到所述移动块上。在组装后，所述强弹簧有一预定的变形，而将一附载加到所述移动块中，所以所述右金属片及左金属片也历 经与所述移动块相同程度的形变。所述右金属片及所述左金属片的形变的方向 与所述弱弹簧推动的方向相反。其中所述右金属片及所述左金属片由弹性材料制作而成。当有外力作用时， 所述右金属片及左金属片会有微微的变形。本技术的另一实施例中，不使用杆体，而是弱弹簧连接到所述左金属片的中间部位；所述弱弹簧具有较低的弹性系数Kl。与现有技术相比，本技术所述的用于光学元件的纳米位移器，在此装 置中，不需要电力即可驱动所述纳米位移器。本技术中弱弹簧的移动范围 相当的大，所以使用者的手臂可以控制所述移动块在一段相当小的范围移动， 所以所述纳米位移器可以提供相当准确的操作，而且相当低廉。附图说明图1的分解图显示本技术第一实施例中的元件； 图2是本技术的组合图3是本技术的第一实施例的部份立体图，其中元件202和302已移 除，以显示本技术的内部结构；图4是本技术的第一实施例的部份立体图，其中元件201和301已移 除，以显示本技术的内部结构；图5的截面图显示本技术的组装状态；图6的截面图为从图5的另一角度所看到的视图7-1、图7-2显示本技术的第二实施例的透视图8显示本技术装置的实验结果；图9为图8结果的线性近似图IO显示现有技术中的光学元件。附图标记说明100-平台；101-上表面；102-下表面；201-前支撑块；202-后支撑块；301-右金属片；302-左金属片；400-移动块；401-下表面；501-杆 体；601-弱弹簧；602-强弹簧；700-调整单元；701-螺转头；702-平板。具体实施方式就本技术的结构组成，及所能产生的功效与优点，配合附图，举本技术的 一较佳实施例详细说明如下。请参考图1、图2、图3、图4、图5及图6,其中图1的分解图显示本实用 新型第一实施例中的元件。图2显示本技术的组合图。图3显示本实用新 型第一实施例中的部份透视图，其中我们已经将元件202及302移除，以显示 本技术的结构的内部。图4显示本技术的第一实施例的另一部份透视 图，其中已经将元件201及301移除，以显示本技术的结构的内部。图5 显示本技术的组合状态的截面图。图6显示本技术的组合状态的另一 截面图，其视角为图5的视角的反侧。下文将说明本技术的元件。一平台100，包含上表面101及下表面102。优选所述上表面101为一平坦 的表面。一前支撑块201及一后撑块202固定安装于所述平台100的上表面101处。 例如所述前支撑块201及所述后支撑块202可以埋入、螺入或锁入所述平台100 的上表面101。在图中显示以螺丝作为连结面。所述前支撑块201及所述后支撑 块202之间维持一段距离以固定本技术中的其他元件。在本技术中， 所述前支撑块201及所述后支撑块202为刚体，因此在本技术的装置操作 时几乎不会变形。在所述前支撑块201及所述后支撑块202之间配置有一右金属片301及左 金属片302,所述右金属片301及所述左金属片302相隔开。所述右金属片301 及所述左本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于光学元件对齐的纳米位移器，其特征在于，其包含：　一平台，具有一上表面及一下表面；　一前支撑块及一后撑块，固定安装于所述平台的上表面处；所述前支撑块及所述后支撑块之间维持一段距离以固定其他元件；一右金属片及一左金属片，配置 在所述前支撑块及所述后支撑块之间；所述右金属片及所述左金属片相隔开；所述右金属片及所述左金属片悬吊在所述前支撑块及所述后支撑块之间，而且不与所述平台的上表面的相接触；　一移动块，配置在所述右金属片及所述左金属片之间，所述移动块固定安装 在所述右金属片及所述左金属片之间；所述移动块的下表面与所述平台的上表面相隔开；所述移动块、右金属片及左金属片固定形如一钢体结构；　一杆体，连接到所述移动块的下表面，而不与所述平台的上表面相接触；　一弱弹簧，连接到所述杆体的中间部 位；所述弱弹簧具有弹性系数Ｋ１；　一强弹簧，其两端固定到所述前支撑块及所述后支撑块之间；所述强弹簧的中间部份与所述右金属片相接触；所述强弹簧具有一弹性系数Ｋ２；所述高弹性系数Ｋ２大于所述低弹性系数Ｋ１；以及　一调整单元，连接所述 弱弹簧；所述调整单元放松或压紧弱弹簧；所述调整单元用于压缩所述弱弹簧而调整所述弱弹簧的长度。...

【技术特征摘要】
1.一种用于光学元件对齐的纳米位移器，其特征在于，其包含一平台，具有一上表面及一下表面；一前支撑块及一后撑块，固定安装于所述平台的上表面处；所述前支撑块及所述后支撑块之间维持一段距离以固定其他元件；一右金属片及一左金属片，配置在所述前支撑块及所述后支撑块之间；所述右金属片及所述左金属片相隔开；所述右金属片及所述左金属片悬吊在所述前支撑块及所述后支撑块之间，而且不与所述平台的上表面的相接触；一移动块，配置在所述右金属片及所述左金属片之间，所述移动块固定安装在所述右金属片及所述左金属片之间；所述移动块的下表面与所述平台的上表面相隔开；所述移动块、右金属片及左金属片固定形如一钢体结构；一杆体，连接到所述移动块的下表面，而不与所述平台的上表面相接触；一弱弹簧，连接到所述杆体的中间部位；所述弱弹簧具有弹性系数K1；一强弹簧，其两端固定到所述前支撑块及所述后支撑块之间；所述强弹簧的中间部份与所述右金属片相接触；所述强弹簧具有一弹性系数K2；所述高弹性系数K2大于所述低弹性系数K1；以及一调整单元，连接所述弱弹簧；所述调整单元放松或压紧弱弹簧；所述调整单元用于压缩所述弱弹簧而调整所述弱弹簧的长度。2. 如权利要求1所述的用于光学元件对齐的纳米位移器，其特征在于，所 述弱弹簧及所述强弹簧为具弹性的簧片。3. 如权利要求l所述的用于光学元件对齐的纳米位移器，其特征在于，所 述调整单元将螺旋操作改成线性操作；所述调整单元包括螺转头、平板、座体 和固定板，所述螺转头驱动所述平板而移动所述座体，所述固定块固定到所述 平板上，所述弱弹簧的两端锁到所述固定块上，在操作时所述螺转头使得所述 弱弹簧前后移动。4. 如权利要求1所述的用于光学元件对齐的纳米位移器，其特征在于， 所述前支撑块及后支撑块为刚体。5. 如权利要求1所述的用于光学元件对齐的纳米位移器，其特征在于， 一预载加于所述移动块上。6. 如权利要求5所述的用于光学元件对齐的纳米位移器，其特征在于，在組装后，所述强弹簧有一预定的变形， 一附载加于所述移动块中，所述右金属片及所述左金属片历经与所述移动块相同程度的形变；所述右金属片及所述左 金属片的形变的方向与所述弱弹簧推动的方向相反。7. 如...

【专利技术属性】
技术研发人员：章西澎，章元晔，
申请(专利权)人：章西澎，章元晔，
类型：实用新型
国别省市：71[中国|台湾]