紧凑型二维角度光学调整架
技术领域
本发明涉及的领域为光学领域中光学镜片的二维角度调节以及光学晶体的二维角度调节。
背景技术
现有的光学镜片或光学器件角度调整机构普遍采用类似图9中的顶推机构，专利号US10101559B2；固定支架8a和调整架8b之间通过4个张紧拉簧7a，7b，7c，7d以及定位球6c以及球头螺杆 6a，6b形成一个整体的调节架，其工作原理是以定位球6c为转轴及支点，通过调节螺杆 6a或6b进出就可以改变固定支架8a和调整架8b之间的相对倾角，从而带动光学器件做相应的偏转而达到微调的目的。这种支架需要4个张紧拉簧，一个定位球，两个球头顶推螺杆等多个专用零部件，零部件外形复杂，价格昂贵；此外调节螺杆顶推球头6e、6f和调整架之间为点接触，受外力容易位移而产生偏差。
发明内容
为了克服上述调整架成本及技术上的不足，本发明提供了一种零件少，结构紧凑，调节方便、成本低廉且具有调整锁定功能的紧凑型二维角度光学调整架。
紧凑型二维角度光学调整架包含一个固定支架，一个带有嵌入光学器件的调节支架；调节支架上有三个螺纹通孔组成的一个三角形，在其三角形的重心位置有一个带有台阶的通孔用于固定一个张紧弹簧，调节支架上的三个螺纹通孔和重心位置的台阶孔在固定支架上有对应位置的三个圆孔及螺纹孔；张紧弹簧被一个套筒固定并被一个螺栓通过套筒连接到固定支架，张紧弹簧在台阶通孔被压缩后产生张力并在调节支架和固定支架之间形成预张紧力以保证调节支架和固定支架始终处于相互拉紧的状态；调整架的三个螺纹通孔中的一个旋入尖端紧定螺丝并接触到对应的固定支架圆孔入口部位来定位调节支架和固定支架之间的距离并成为调节转轴，另外两个螺纹通孔分别旋入两个尖端紧定螺丝并接触到对应的固定支架圆孔入口部位，用于调节带有嵌入光学器件的调节支架的上下左右的俯仰角度，并且这两个尖端紧定螺丝附带有撬杠部件，可以分别被另外两个平端紧定螺丝施加径向扭矩而被锁定，以防螺钉松动移位而影响调节精度。
附图说明
为进一步说明本发明的具体技术内容，以下结合实例及附图对本发明作进一步详细说明。其中 ：
图 1 是本发明紧凑型二维角度光学调整架第一实例的结构示意图；
图 2 是本发明紧凑型二维角度光学调整架第一实例的结构示前视图；
图 3 是本发明紧凑型二维角度光学调整架第一实例的结构示后视图；
图 4 是本发明紧凑型二维角度光学调整架第一实例的结构剖视图；
图 5 是本发明紧凑型二维角度光学调整架第一实例的结构剖视图；
图 6 是本发明紧凑型二维角度光学调整架第一实例的结构剖视图；
图 7 是本发明紧凑型二维角度光学调整架第一实例的结构剖视图
图 8 是本发明紧凑型二维角度光学调整架第二实例的结构图；
图 9 是本发明紧凑型二维角度光学调整架参照实例的结构图。
具体实施方式
以下结合附图及实例对本发明的紧凑型二维角度光学调整架加以说明。
如图1所示，本发明的紧凑型二维角度光学调整架结构包含有一个固定支架B，一个带有嵌入光学器件的调节支架A；起定位及转轴作用的尖端顶丝3a，起调节倾角作用的尖端顶丝1a，2a；起张紧作用的弹簧4c以及固定弹簧的套筒4b及螺栓4a；起锁定作用的平端顶丝1c、2c，；通过施加径向扭矩锁定尖端顶丝1a、2a的撬杠1b、2b。
如图2所示，尖端顶丝1a，2a，3a的螺纹孔中心在调节支架A表面组成一个三角形 ，张紧弹簧的固定螺栓的轴心位于三角形的重心，这保证了在调节过程中三角形的三个顶点始终受力均匀。
如图4所示，张紧弹簧4c被带有台阶4f的套筒4b固定，弹簧4c和调节支架A对应的台阶孔之间留充分的活动间隙4d，套筒4b和调节支架对应的台阶过孔之间也留有充分的活动间隙4e；具体大小可参考如图7所示的固定架平面和调整架平面间距d的数值和调节支架A边长来定，活动间隙4d、4e是保证调节能顺利进行的一个关键所在。如图4、7所示，整个张紧系统通过螺栓4a旋入到固定支架对应的螺纹孔来固定，固定后张紧弹簧4c在台阶孔处被压缩而产生预张紧力，保证了调节支架A的尖端顶丝1a、2a、3a的锥面在固定支架B的对应圆孔处始终处于紧密接触状态。
如图7所示，起定位及转轴作用的尖端顶丝3a旋入调整支架且尖端落入固定支架对应圆通孔3e的入口3f，调节3a旋出长度得到合适的固定支架平面和调节支架平面的间距尺寸d（调节支架A边长20mm时，d为1.5mm~2mm）；如图4、5、6所示，再分别将尖端顶丝1a旋入撬杠机构1b及调节支架A，且尖端锥面落入到固定支架对应圆孔1e的入口处1f，尖端顶丝2a旋入撬杠机构2b及调节支架A且尖端锥面落入到固定支架对应圆孔2e的入口处2f，调节尖端顶丝1a、2a的旋入长度，使固定架平面和调整架平面平行；如图6、7所示，由于顶丝1a、2a、3a尖端锥面部分落入对应的圆孔入口处后接触面为一圆周接触1f、2f、3f，在弹簧预张紧力的作用下，圆锥面很难因受外力而从圆孔中滑出；而且顶丝尖端圆锥面随调节角度的变化可在圆孔中任意角度自由活动，从而避免了传统方式的顶推部位因球到面的接触方式容易受外力而位移的弊端，这是保证本发明支架可靠性的另一关键所；再分别旋入平端紧定螺丝1c、2c到对应的撬杠部件1b、2b（图2、4、5）；先不要上紧以便支架可以调整。
本发明的紧凑型二维光学调整架功能实现方式：如图3所示，光学镜片或光学元件嵌入调整架A对应的凹槽并随调整架一起运动，固定支架B通过孔B1固定；如图4、5、6所示，当旋入、旋出尖端顶丝1a时，以尖端顶丝3a为支点，固定架平面和调整架平面间距在1f处将发生改变，从而使镜片C的倾角跟随改变，实现了镜片在一个维度上倾角微调；如图6所示，同样当旋入、旋出尖端顶丝2a时，以尖端顶丝3a为支点的固定架平面和调整架平面间距在2f处将发生改变，从而使镜片C的倾角跟随改变，实现镜片在另一个维度上倾角微调。
如图2、4、5所示，当镜片倾角调整到位后，分别旋紧平端紧定螺丝1c、2c，其施加于调整架(A)上对应的圆形盲孔(平端紧定螺丝2c对应圆形盲孔为2g)的顶推力会通过1b、2b撬杠部件在尖端顶丝1a、2a上施加径向扭矩而将其锁定，从而避免因螺丝松动导致的位移；在这里圆形盲孔对平端紧定螺丝1c、2c起定位作用。
如图8所示，同样原理的紧凑型二维角度光学调整架也可用于晶体（如倍频晶体）在激光光路中最佳临界相位匹配角的调整；本例中5d为固定晶体移入、移出光路系统的支架，步进电机5e的螺纹轴杆5g上的螺母5f可沿轴杆前后运动，链接片5i可联接螺母5f和支架5h为一个整体并在电机螺纹轴杆5g的驱动下沿和螺纹轴杆5g平行的双滑杆5d上滑动，从而带动倍频晶体5a的支架5b移入、移出激光光路。实际应用中由于晶体倾角调节操作空间狭小，使用这种紧凑型二维角度光学调整架非常容易调整好晶体在激光光路中最佳临界相位匹配角，且整个调整过程中调整架稳固不晃动，锁紧简单、可靠。
