基于磁流變技術的同軸型光電子器件耦合用夾具的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及光電子器件自動化耦合封裝技術領域，具體涉及一種基于磁流變技術的同軸型光電子器件耦合用夾具。
【背景技術】
[0002]隨著光纖通信和光纖傳感技術的發展，光電子器件的制備成為了光信息技術進一步發展的關鍵。有源器件是光纖通信系統中將電信號轉換成光信號或將光信號轉換成電信號的關鍵器件。同軸型有源光器件在光纖通信領域中得到了廣泛的應用。
[0003]現有同軸光器件封裝工藝中的關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，在裝載器件后能夠對模塊接通電源。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平，一種高效率、高精度、能自動將激光器調平的夾具，能使同軸型有源光器件耦合封裝效率大幅度提尚。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題是克服現有技術存在的不足，提供一種結構簡單、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的同軸型光電子器件耦合用夾具。
[0005]為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案:
一種基于磁流變技術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整機構安裝于夾具安裝座上，所述角度自動調整機構包括外壁上設有凸球面的球面套筒，所述夾緊組件裝設于球面套筒的內孔中，所述夾具安裝座設有安裝通孔，所述安裝通孔的孔壁上設有凹球面，所述球面套筒裝設于安裝通孔內，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有凹槽，所述凹槽內填充有磁流變液，所述夾具安裝座上設有勵磁繞組。
[0006]上述的夾具，優選的，所述凹槽為以凸球面和凹球面的球心為中心的環型槽。
[0007]上述的夾具，優選的，所述勵磁繞組繞設于夾具安裝座的安裝環槽中，所述環型槽和安裝環槽的軸線重合。
[0008]上述的夾具，優選的，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，優選的，所述夾緊組件包括鎖緊套筒、彈性夾頭以及用于驅動彈性夾頭伸縮運動的伸縮氣缸，所述鎖緊套筒固設于球面套筒的內孔中，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，所述彈性夾頭穿設于鎖緊套筒的內孔中，所述鎖緊套筒的內孔中設有與第一錐面配合迫使所有彈性夾瓣同步徑向向內運動的第二錐面。
[0011]上述的夾具，優選的，所述彈性夾頭內裝設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，優選的，所述彈性夾頭自上而下穿過所述鎖緊套筒的內孔與電極座相連。
[0014]上述的夾具，優選的，所述鎖緊套筒過盈配合安裝于球面套筒的內孔中。
[0015]與現有技術相比，本發明的優點在于:本發明基于磁流變技術的同軸型光電子器件耦合用夾具，可使耦合裝置節省至少兩套分別驅動夾具繞X軸和Y軸擺動的高精度角度調整平臺，使耦合裝置的結構更加簡單、緊湊，并大大降低了設備的成本；該夾具還不受傳統角度調整平臺的精度限制，能夠無級調節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，保證產品的質量；同時通過勵磁繞組的通斷電來控制磁流變液進行固液轉化的速度快，可實現球面套筒自由擺動和鎖止狀態的快速轉換，因而調節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為本發明夾具的立體結構示意圖。
[0017]圖2為本發明夾具的剖視結構示意圖。
[0018]圖3為本發明夾具在進行角度調整時的剖視結構示意圖。
[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。
【具體實施方式】
[0020]以下結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細說明。
[0021]如圖1至圖3所示，本發明基于磁流變技術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通過一角度自動調整機構安裝于夾具安裝座I上，角度自動調整機構包括外壁上設有凸球面31的球面套筒3，夾緊組件2裝設于球面套筒3的內孔中，夾具安裝座I設有安裝通孔11，安裝通孔11的孔壁上設有凹球面12，球面套筒3裝設于安裝通孔11內，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上設有凹槽6，凹槽6內填充有磁流變液4，夾具安裝座I上設有勵磁繞組5。在勵磁繞組5不通電時，凹槽6內的磁流變液4為液態，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變為類固體狀態，變為類固體狀態的磁流變液4會對凹球面12產生脹緊和摩擦作用，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)向下運動下壓夾緊組件2夾持的激光器，當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變為固態將球面套筒3鎖止，使激光器保持在貼平后的位姿，此時只需調節激光器在水平面內的位移即可完成激光器和光纖的耦合。采用該夾具以后，耦合裝置可節省至少兩套分別驅動夾具繞X軸和Y軸擺動的高精度角度調整平臺，使耦合裝置的結構更加簡單、緊湊，并大大降低了設備的成本；該夾具還不受傳統角度調整平臺的精度限制，能夠無級調節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，保證產品的質量；同時通過勵磁繞組5的通斷電來控制磁流變液4進行固液轉化的速度快，可實現球面套筒3自由擺動和鎖止狀態的快速轉換，因而調節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。在其他實施例中，凹槽6也可以設在凹球面12