[实用新型]一种用于光学元件对齐的纳米位移器

说明书

技术领域

本实用新型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。本实用新型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。

背景技术

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讯的效果。

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。

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。

发明内容

本实用新型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。本实用新型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，本实用新型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；因此在本实用新型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。

本实用新型的另一实施例中，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K1。