專利名稱：一種激光器裝配設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光存儲領(lǐng)域，尤其涉及一種激光器裝配設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著光存儲技術(shù)的不斷發(fā)展，對光學(xué)頭的信息讀取精度的要求不斷 提高。光學(xué)頭的信息讀取精度除了依賴于各元件的工藝精度外，還跟光 學(xué)頭在生產(chǎn)過程中的裝配精度密切相關(guān)。
雙波長激光器對于光軸精度有更高的要求。光學(xué)頭中激光器裝配的 微小偏差，即引起整個光學(xué)系統(tǒng)光軸方向的大偏差，從而直接影響各光 學(xué)元件的各項光學(xué)特性指標，如光學(xué)頭準直鏡發(fā)出的準直光相對于物鏡 的入射角，入射角的大小直接影響到物鏡的成像質(zhì)量，從而對光學(xué)頭的 信息讀取精度產(chǎn)生多方面的不良影響。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，本發(fā)明提出一種激光器裝配設(shè)備。
一種激光器裝配設(shè)備，包括激光器；激光器固定架，配置于固定 所述激光器；定位針孔，成對角設(shè)置在所述激光器固定架上；光學(xué)頭滑 動架；光學(xué)頭準直鏡，設(shè)置在所述光學(xué)頭滑動架上，接收所述激光器發(fā) 出的發(fā)散光，并將所述發(fā)散光進行準直，然后入射到準直儀；光學(xué)頭滑 動架固定治具，將所述光學(xué)頭滑動架固定；激光器定位針，氣動打壓到 所述定位針孔上；準直儀包括透鏡，焦距為f;信息采集模塊，采集 到激光器光束的偏離距離為AX ，并將所述偏離距離通知計算模塊；計 算模塊，根據(jù)焦距f和偏離距離AX ，計算出光軸方向偏離標準方向的 角度0;調(diào)節(jié)裝置，根據(jù)所述偏離角度調(diào)節(jié)所述激光器定位針。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)激光器的平移運動以及激光器本體的微小旋轉(zhuǎn)，達到了三維空間調(diào)整的效果，完全滿足雙波長激光器光軸方向的高精度要求。對光學(xué)頭激光器的光軸的裝配精度進行實時檢測和補償性調(diào)整，從而確保了信息讀取的精度。


圖l示出現(xiàn)有技術(shù)中激光器裝配設(shè)備結(jié)構(gòu)圖。
圖2示出現(xiàn)有技術(shù)中另一激光器裝配設(shè)備結(jié)構(gòu)圖。
圖3示出本發(fā)明中激光器裝配設(shè)備結(jié)構(gòu)圖。
圖4示出本發(fā)明另一實施方式中激光器裝配設(shè)備結(jié)構(gòu)圖。
圖5示出本發(fā)明中激光器裝配設(shè)備的準直儀結(jié)構(gòu)圖。
圖6示出本發(fā)明中激光器裝配設(shè)備的調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)圖。
圖7示出本發(fā)明激光器裝配設(shè)備的實施例。
圖8示出本發(fā)明實施例中激光器固定架的前視示意圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的上述內(nèi)容更明顯易懂，通過對比現(xiàn)有的技術(shù)工藝，結(jié)合附圖和具體實施方式
進行更詳細的說明。
在現(xiàn)有技術(shù)中光學(xué)頭激光器光軸調(diào)節(jié)主要有兩種方式。
圖1示出現(xiàn)有技術(shù)中激光器裝配設(shè)備結(jié)構(gòu)圖，包括激光器、光學(xué)頭滑動架、以及光學(xué)頭滑動架固定治具，在激光器上設(shè)置有定位槽，在光學(xué)頭滑動架上設(shè)置有與定位槽配合使用的激光器定位孔/槽。
光學(xué)頭滑動架固定治具將光學(xué)頭滑動架固定后，將激光器上的定位槽與光學(xué)頭滑動架的激光器定位孔/槽相對應(yīng)，通過機械配合以保證激光器光軸方向的基本要求。這種方式單一的使用光學(xué)頭滑動架上的激光器定位孔/槽與激光器本體的定位槽來保證，由于機械工藝上的誤差、激光器本體工藝上的誤差、以及裝配方法不同等原因，導(dǎo)致裝配精度低，遠達不到雙波長激光器的光軸調(diào)節(jié)要求。
圖2示出現(xiàn)有技術(shù)中另一激光器裝配設(shè)備結(jié)構(gòu)圖，在圖1所示結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了激光器架、X方向調(diào)節(jié)桿、Y方向調(diào)節(jié)桿、以及Z方向調(diào)節(jié)桿。
光學(xué)頭滑動架固定治具將光學(xué)頭滑動架固定后，將激光器放置于激
光器架內(nèi)，再將激光器架放置于第一激光器定位孔/槽內(nèi)，第一激光器定位孔/槽與光學(xué)頭滑動架上的第二激光器定位孔/槽相對應(yīng)，通過機械
配合以保證激光器光軸方向的基本要求。完成上述安裝后，由X方向調(diào)節(jié)桿、Y方向調(diào)節(jié)桿、以及Z方向調(diào)節(jié)桿分別調(diào)節(jié)激光器光軸X方向、Y方向、以及Z方向。這種方式對于單波長激光器是能達到光軸調(diào)節(jié)的要求，而由于雙波長激光器對雙發(fā)光點的位置有嚴格的角度搭配要求，無法完成激光器本體的角度轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)的要求，不適用于雙波長激光器的光軸調(diào)節(jié)。
本發(fā)明針對雙波長激光器光軸的高精度要求，設(shè)計出相應(yīng)的機構(gòu)，實現(xiàn)了激光器XY方向的平移以及激光器本體的微小角度的旋轉(zhuǎn)，從而確保信息讀取的精度。
下面結(jié)合附圖和實施例詳細說明本發(fā)明。
圖3示出本發(fā)明中激光器裝配設(shè)備結(jié)構(gòu)圖。包括光學(xué)頭滑動架、光學(xué)頭滑動架固定治具、激光器、激光器固定架、激光器定位針、定位針孔、光學(xué)頭準直鏡、準直儀、以及調(diào)節(jié)裝置。
光學(xué)頭準直鏡設(shè)置在光學(xué)頭滑動架上，光學(xué)頭滑動架固定治具將光學(xué)頭滑動架固定，激光器定位針氣動打壓到設(shè)置在激光器固定架的定位針孔上，所述定位針孔成對角設(shè)置，將激光器固定在該激光器固定架上。當雙波長激光器發(fā)出發(fā)散光時，光學(xué)頭準直鏡接收到發(fā)散光，使通過光學(xué)頭準直鏡的發(fā)散光成為準直光，準直光光束的方向即為雙波長激光器的光軸方向，準直光光束進入準直儀。準直儀接收到激光器光束時，計算出該光軸方向偏離標準方向的角度《，由調(diào)節(jié)裝置根據(jù)該角度調(diào)節(jié)激光器定位針，由于該激光器定位針與定位針孔相連接，且定位針孔設(shè)置在激光器固定架上，由此帶動激光器固定架中的激光器實現(xiàn)了平移運動。由于在激光器固定架上的定位針孔成對角設(shè)置，則調(diào)節(jié)裝置在調(diào)節(jié)過程中產(chǎn)生了力矩，從而實現(xiàn)了激光器本體孩吏小角度的旋轉(zhuǎn)。其中，計算角度0的過程可以由下述方式完成。激光器光束偏離準
直儀的信息采集模塊中心位置為AX,準直儀組合焦距為/,由以下算式可得出光軸方向偏離標準方向的角度0 = arctan(AX / /)。
圖4示出本發(fā)明另一實施方式中激光器裝配設(shè)備結(jié)構(gòu)圖，還包括固定裝置。
固定裝置用于在激光器的光軸方向達到預(yù)定標準時固定激光器固定架。該固定裝置可以是固定螺絲釘，也可以是固定膠，從而固定雙波長激光器光軸的位置與方向。
圖5示出本發(fā)明中激光器裝配設(shè)備的準直儀結(jié)構(gòu)圖，包括透鏡、信息采集模塊、以及計算模塊。
透鏡的焦距為f，且滿足75mm<f<150inm。信息采集模塊的有效采集半徑為為使準直儀的測量范圍達到光學(xué)頭物鏡所需的裝配公差要求范圍，應(yīng)滿足1.2mnKR一2.7mm。信息采集模塊采集到激光器光束的偏離距離為AX，并將該偏離距離通知計算模塊。計算模塊根據(jù)焦距f和偏離距離AX,計算出光軸方向偏離標準方向的角度6> = arctan(AX//)。
本發(fā)明針對雙波長激光器光軸方向的精度要求，根據(jù)所給出的數(shù)值范圍計算相關(guān)參數(shù)以及光軸方向偏離標準方向的角度0，從而設(shè)計出相應(yīng)檢測精度和量程的準直儀。
優(yōu)選地，本發(fā)明所述準直儀中的透鏡按照檢測精度、量程等要求設(shè)定的光學(xué)特性指標，并對光學(xué)像差作校正。所述透鏡可以包括正透鏡和負透鏡。所述正透鏡遠離信息采集模塊，所述負透鏡靠近信息采集模塊，所述正透鏡、負透鏡在光軸方向的相對距離為Di且15mnKD^65niin;正透鏡焦距&滿足50mnKi^70mm，負透鏡焦距f2滿足誦70mm〈f2〈誦50mm。
下面將具體說明上述參數(shù)的計算過程。
對于單透鏡(正負透鏡)的焦距/;,設(shè)透鏡前后曲面的曲率半徑分
別為《，~。其中光線方向為自左向右傳播，曲率中心位于透鏡曲面
的右側(cè)時，曲率半徑r值為正，反之為負。單透鏡(正負透鏡)的焦距力+ = " + 其中n為透鏡
材料的折射率。
組合焦距/: + = + + + -^ (仏為正負透鏡間的距離)。
信息采集模塊的有效采集半徑R1:(其中0^為要求的角 度量程)。
正負透鏡間的距離D1:根據(jù)上述的信息采集模塊的有效采集半徑 R"確定光系統(tǒng)的組合焦距與角度量程。再通過選定的正負透鏡的具體 焦距參數(shù)，從而計算得出正負透鏡間的距離DlD
圖6示出本發(fā)明中激光器裝配設(shè)備的調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)圖，包括X調(diào)節(jié) 桿和Y調(diào)節(jié)桿。
本發(fā)明在Z方向由光學(xué)頭滑動架和激光器固定架在機械工藝上已經(jīng) 可保證其精度，所以保留了 X、 Y方向調(diào)整。根據(jù)所述偏離角分別調(diào)整 光軸X方向和光軸Y方向，從而控制激光器固定架的水平運動，在軸 向運動位移可達到的分辨率精度為0.02mm。因為調(diào)節(jié)激光器定位針與 激光器固定架上的定位針孔由氣動力(本領(lǐng)域常用方式)打壓成一體， 所以當X、 Y調(diào)節(jié)桿任何一方調(diào)節(jié)時，另一方向不動，此時即在XY平 面上形成力學(xué)上的不同方向，有角度差的兩個力同時作用在激光器固定 架，即轉(zhuǎn)動力矩，使得包括激光器的激光器固定架整體產(chǎn)生微小角度的 旋轉(zhuǎn)。
圖7示出本發(fā)明激光器裝配設(shè)備的實施例。
激光器裝配設(shè)備包括光學(xué)頭滑動架、光學(xué)頭滑動架固定治具、激光 器、激光器固定架、光學(xué)頭準直鏡、準直儀、激光器定位針、定位針 孔、調(diào)節(jié)裝置、以及固定裝置。其中，光學(xué)頭滑動架固定治具包括第一 固定導(dǎo)軌、第二固定導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)裝置包括X調(diào)節(jié)桿、Y調(diào)節(jié)桿，準直儀 包括半透半反鏡、正透鏡、負透鏡、信息采集模塊以及計算模塊。
第一固定導(dǎo)軌和第二固定導(dǎo)軌將光學(xué)頭滑動架固定，因為待測的光 學(xué)頭滑動架主、副軸在水平面上的高度差為厶2，為了能夠為光學(xué)頭物鏡的反射平面提供水平方向的固定，所以第一固定導(dǎo)軌和第二固定導(dǎo)軌
在水平面上的高度差A(yù)^必須滿足Ai:=A2。
將第 一激光器定位針和第二激光器定位針分別定位于激光器固定架 成對角位置的第一定位針孔和笫二定位針孔。第一定位針孔和第二定位 針孔設(shè)置在激光器固定架上，而激光器固定在激光器固定架上。光學(xué)頭 準直鏡設(shè)置在光學(xué)頭滑動架上，當光學(xué)頭準直鏡接收雙波長激光器發(fā)出 的發(fā)散光時，使通過光學(xué)頭準直鏡的發(fā)散光成為準直光，準直光光束的 方向即為雙波長激光器光軸的方向，準直光光束進入準直儀。
準直儀采用正透鏡、負透鏡組合的透鏡，正透鏡遠離信息采集模 塊，負透鏡靠近信息采集模塊，正、負透鏡在光軸方向的相對距離為 Dp為使準直儀的測量精度達到能夠明顯地反映在裝配公差要求范圍內(nèi) 誤差的輕微變化，應(yīng)滿足15miiKD^65mm。正透鏡焦距為fn負透 鏡焦距為f2,組合焦距為f。為使準直儀的測量范圍達到光學(xué)頭雙波長 激光器的光軸要求范圍，應(yīng)滿足50miiKf^70mm ， -70mm<f2<-50mm。信息采集模塊的有效采集半徑為Ri，為使準直儀的測量范圍達 到光學(xué)頭物鏡所需的裝配公差要求范圍，應(yīng)滿足1.2miiKR^2.7mm。 信息采集模塊接收到激光器光束時，若光軸方向偏離標準方向角度為 0，激光器光束偏離信息采集模塊中心距離為AX，準直儀組合焦距為 /，計算模塊計算出光軸方向偏離標準方向的角度 6> = arctan(AX//)，并將偏離信號輸出到監(jiān)視器上。
由X調(diào)節(jié)桿和Y調(diào)節(jié)桿才艮據(jù)監(jiān)視器屏幕上的光斑實時調(diào)整激光器 定位針，由于該激光器定位針與定位針孔相連接，且定位針孔設(shè)置在激 光器固定架上，由此帶動激光器固定架中的激光器實現(xiàn)了平移和旋轉(zhuǎn)運 動。直到光斑位于監(jiān)視器屏幕的中心，此時完成調(diào)整操作。由于激光器 固定架與光學(xué)頭滑動架機械上的配合，偏離角都能控制在30分以內(nèi)， 激光器光軸是在30分內(nèi)調(diào)節(jié)的。
當激光器的光軸方向達到預(yù)定要求時，使用第 一 固定螺絲釘和第二 固定螺絲釘把激光器固定架的位置固定下來，從而保證了雙波長激光器 光軸的位置與方向。圖8示出了激光器固定架的前視示意圖。本發(fā)明針對光學(xué)頭雙波長激光器的光軸所需的裝配精度和調(diào)整操作 的方便性，對準直儀的相關(guān)參數(shù)作了規(guī)定，同時采用高精度的螺旋測微
連動XY調(diào)節(jié)桿。本發(fā)明包含了對光學(xué)頭激光器裝配的光軸精度調(diào)整的 螺旋測微連動調(diào)節(jié)桿機構(gòu)，配合準直儀對激光器的光軸的裝配精度的檢 測，XY方向螺旋測微連動調(diào)節(jié)桿可以實現(xiàn)激光器XY方向的平移以及 配合激光器固定架的對角定位針孔，使得激光器本體可以實現(xiàn)微小角度 的旋轉(zhuǎn)，達到了三維空間調(diào)整的效果，完全滿足雙波長激光器光軸方向 的高精度要求。從而對光學(xué)頭激光器的光軸的裝配精度進行實時檢測和 補償性調(diào)整，確保信息讀取的精度。
權(quán)利要求
1. 一種激光器裝配設(shè)備，包括激光器；激光器固定架，配置于固定所述激光器；定位針孔，成對角設(shè)置在所述激光器固定架上；光學(xué)頭滑動架；光學(xué)頭準直鏡，設(shè)置在所述光學(xué)頭滑動架上，接收所述激光器發(fā)出的發(fā)散光，并將所述發(fā)散光進行準直，然后入射到準直儀；光學(xué)頭滑動架固定治具，將所述光學(xué)頭滑動架固定；激光器定位針，氣動打壓到所述定位針孔上；準直儀包括透鏡，焦距為f；信息采集模塊，采集到激光器光束的偏離距離為ΔX，并將所述偏離距離通知計算模塊；計算模塊，根據(jù)焦距f和偏離距離ΔX，計算出光軸方向偏離標準方向的角度θ；調(diào)節(jié)裝置，根據(jù)所述偏離角度調(diào)節(jié)所述激光器定位針。
2. 如權(quán)利要求1所述激光器裝配設(shè)備，還包括固定裝置，用于在所述激光器的光軸方向達到預(yù)定要求時固定所述 激光器固定架。
3. 如權(quán)利要求1所述激光器裝配設(shè)備，其中 所述計算模塊計算光軸方向偏離標準方向的角度為6> = arctan(AX//)。
4. 如權(quán)利要求1所述激光器裝配設(shè)備，其中 所述調(diào)節(jié)裝置包括X調(diào)節(jié)桿和Y調(diào)節(jié)桿，根據(jù)所述偏離角分別調(diào)整光軸X方向和光軸Y方向，使所述激光器產(chǎn)生平移運動以及使所述 激光器本體產(chǎn)生微小旋轉(zhuǎn)。
5. 如權(quán)利要求1所述激光器裝配設(shè)備，其中所述光學(xué)頭滑動架在水平面上產(chǎn)生的高度差與所述光學(xué)頭滑動架固 定治具在水平面上產(chǎn)生的高度差相等。
6. 如權(quán)利要求1所述激光器裝配設(shè)備，其中 所述信息采集模塊的有效采集半徑杓《/.^^，其中，e^為要求的角度量程。
7. 如權(quán)利要求6所述激光器裝配設(shè)備，其中 所述透鏡焦距滿足75mm<f<150mm;所述信息采集模塊的有效采集半徑為R"且1.2mm〈R^2.7mm。
8. 如權(quán)利要求1或6所述激光器裝配設(shè)備，其中 所述透鏡包括焦距為f!的正透鏡和焦距為f2的負透鏡，所述正透鏡遠離所述信息采集模塊，所述負透鏡靠近所述信息采集模塊，所述正透 鏡、負透鏡在光軸方向的相對距離為D"根據(jù)下述公式計算得到D1:丄一丄 1 A
9. 如權(quán)利要求8所述激光器裝配設(shè)備，其中 所述正透鏡焦距&滿足50mnKf^70mm; 所述負透鏡焦距f2滿足-70miiKf2〈-50mm;所述正透鏡、負透鏡在光軸方向的相對距離Dt滿足 15mm〈Di〈65mm 。
全文摘要
本發(fā)明提出一種激光器裝配設(shè)備，包括激光器；激光器固定架，配置于固定所述激光器；定位針孔，成對角設(shè)置在激光器固定架上；光學(xué)頭滑動架；光學(xué)頭準直鏡，設(shè)置在光學(xué)頭滑動架上，接收所述激光器發(fā)出的發(fā)散光，并將所述發(fā)散光進行準直，然后入射到準直儀；光學(xué)頭滑動架固定治具，將光學(xué)頭滑動架固定；激光器定位針，氣動打壓到定位針孔上；準直儀包括透鏡，焦距為f；信息采集模塊，采集到激光器光束的偏離距離為ΔX，并將偏離距離通知計算模塊；計算模塊，根據(jù)焦距f和偏離距離ΔX，計算出光軸方向偏離標準方向的角度θ；調(diào)節(jié)裝置，根據(jù)偏離角度調(diào)節(jié)所述激光器定位針。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)激光器的平移運動以及激光器本體的微小旋轉(zhuǎn)，確保了信息讀取的精度。
文檔編號G11B7/22GK101477814SQ20091000860
公開日2009年7月8日 申請日期2009年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月5日
發(fā)明者孫滿龍, 廖漢忠, 林家用, 湯自義, 王德熙, 郭昌洲 申請人:東莞市宏華光電科技有限公司