[发明专利]一种面向光纤相位对准操作的复合式微夹钳

说明书

本发明涉及微操作技术领域，特指一种面向光纤相位对准操作的复合式微夹钳，包括压电陶瓷微夹钳、真空微夹钳、真空吸附器、压电陶瓷微致动器、基座与微型直流电机，压电陶瓷微夹钳与真空微夹钳固定安装于基座上，压电陶瓷微致动器一安装于压电陶瓷微夹钳的柔性铰链与基座一之间，压电陶瓷微致动器二安装于真空微夹钳的柔性铰链与基座二之间，微型直流电机安装于基座的凸台上，真空吸附器安装于真空微夹钳上。本发明具有吸附夹持和旋转搓动功能，微夹钳末端既能通过吸附实现对光纤的吸附夹持避免损坏光纤表层，又能通过微夹钳手指对光纤的旋转搓动以实现光纤的相位对准操作。

技术领域

本发明涉及微操作技术领域，特指一种面向光纤相位对准操作的复合式微夹钳。

背景技术

MEMS光开关的装配是一个将光纤与硅芯片集成在一起的微装配过程，需要用微夹钳来抓取光纤，并将其准确地放入芯片上的输入槽与输出槽中，为了保证光路耦合效率，MEMS光开关装配时需要满足输入槽与输出槽中的光纤相位对准，由于光纤的尺寸比较小，直径大约90微米，光纤与硅芯的装配精度要求较高，并且光纤比较脆，直接夹取容易损伤表面，光纤的相位对准过程往往需要绕着光纤轴转动光纤，然而这是传统微夹钳难于达到的。传统的方法是通过让微夹钳整体绕一个圆弧形的轴承转动来实现，但由于轴承间存在较大的间隙和摩擦力，这种方法很难满足光纤精密对准的要求，因此需要高精度的既有吸附夹持又有旋转搓动功能的复合式微夹钳。

微夹钳具有三种常见的末端夹持方式：平行夹持、角夹持和真空吸附夹持。真空吸附夹持主要用于脆、易碎和易变形且表面光滑的微小物件的夹持和平面上的操作，由于光纤比较脆，易于损伤表面，故需要采用真空吸附夹持。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种面向光纤相位对准操作的复合式微夹钳，其具有吸附夹持和旋转搓动功能，微夹钳末端既能通过吸附实现对光纤的吸附夹持避免损坏光纤表层，又能通过微夹钳手指对光纤的旋转搓动以实现光纤的相位对准操作。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种面向光纤相位对准操作的复合式微夹钳，包括压电陶瓷微夹钳、真空微夹钳、真空吸附器、压电陶瓷微致动器、基座与微型直流电机，压电陶瓷微致动器包括压电陶瓷微致动器一与压电陶瓷微致动器二，基座包括基座一与基座二，压电陶瓷微夹钳固定安装于基座一上，压电陶瓷微致动器一安装于压电陶瓷微夹钳的柔性铰链与基座一之间，真空微夹钳固定安装于基座二上，压电陶瓷微致动器二安装于真空微夹钳的柔性铰链与基座二之间，基座一上设有凸台，微型直流电机安装于凸台上，基座二通过微型直流电机安装于基座一上，真空吸附器安装于真空微夹钳上。

进一步而言，所述基座一上设有Y轴向板，基座二上设有X轴向板，X轴向板上设有沉头孔一，沉头孔一配合设有紧顶螺钉二，紧顶螺钉二穿过沉头孔一后螺纹连接于压电陶瓷微致动器二，Y轴向板上设有沉头孔二，沉头孔二配合设有紧顶螺钉一，紧顶螺钉一穿过沉头孔二后螺纹连接于压电陶瓷微致动器一。

进一步而言，所述真空微夹钳一侧设有真空吸附器接头，真空微夹钳另一侧设有吸附端，真空吸附器配合安装于真空吸附器接头上，吸附端上设有V型槽。

进一步而言，所述基座一上设有通孔一，基座二上设有通孔二，微型直流电机的轴穿于通孔一与通孔二内，并通过多个螺钉固定，微型直流电机驱动基座二运动，基座二带动真空微夹钳运动。

进一步而言，所述压电陶瓷微夹钳与真空微夹钳采用非对称安装于基座上，压电陶瓷微夹钳与真空微夹钳通过多个螺栓固定安装于基座上。

进一步而言，所述压电陶瓷微致动器一采用RP150/5*5/30型号，所述压电陶瓷微致动器二采用RP150/5*5/20型号。

本发明有益效果：