激光耦光焊接设备

摘要

一种激光耦光焊接设备，包括一XYZ旋转耦光定位平台可固持光收发次模块的光导引单元及发光单元、一激光焊接机、一摄影机、以及一光点检测治具。该光点检测治具包含有一反射镜可移动进入至该光导引单元及发光单元之间，并使光导引单元及发光单元发出的光源经由该反射镜反射至该摄影机中，以快速找到该光导引单元及发光单元的光点位置。

权利要求

1.一种激光耦光焊接设备，用以使光收发次模块的发光单元及光导引单元作耦光对准并进行焊接，该激光耦光焊接设备包括一XY旋转轴移动平台用以支持及固定该发光单元，一Z轴移动平台用以支持该光导引单元，一激光焊接机用以使该光导引单元连结在该光收发次模块的收容本体上，及一摄影机连接至一计算机装置；其特征在于：该激光耦光焊接设备还包括一光点检测治具，该光点检测治具具有一向该光收发次模块前进或离开的反射镜，当该反射镜移动至该发光单元与光导引单元之间，将使该光导引单元及发光单元发出的光源（λ1、λ2）经由该反射镜反射至该摄影机中，以快速找到光点（a、b）位置，并藉由该摄影机撷取的影像，经由计算机装置比对分析后并进行光点（a、b）耦合作业。

2.根据权利要求1所述的激光耦光焊接设备，其特征在于，所述光点检测治具更包含有一聚光结构，该聚光结构位于该反射镜后方，使经由该反射镜反射后的光源（λ1、λ2）藉由该聚光结构聚焦至该摄影机中。

3.根据权利要求1所述的激光耦光焊接设备，其特征在于，所述光点检测治具更包含有一装载该反射镜及摄影机的基板。

4.根据权利要求2所述的激光耦光焊接设备，其特征在于，所述光点检测治具更包含有一装载该反射镜及聚光结构的基板。

5.根据权利要求3所述的激光耦光焊接设备，其特征在于，所述反射镜为三角形本体，具有一第一反射面及一第二反射面，该第一反射面使该光导引单元发出的光源（λ1）经由该第一反射面反射至该摄影机中，该第二反射面使该发光单元发出的光源（λ2）经由该第二反射面反射至该摄影机中。

6.根据权利要求4所述的激光耦光焊接设备，其特征在于，所述反射镜为三角形本体，具有一第一反射面及一第二反射面，该第一反射面使该光导引单元发出的光源（λ1）经由该第一反射面反射至该聚光结构，并射入至该摄影机中，该第二反射面使该发光单元发出的光源（λ2）经由该第二反射面反射至该聚光结构，并射入至该摄影机中。

7.根据权利要求2所述的激光耦光焊接设备，其特征在于，所述聚光结构具有一固定座及一聚光片，该聚光片连结在该固定座上。

8.根据权利要求3或4所述的激光耦光焊接设备，其特征在于，所述激光耦光焊接设备更包含一具有动力源的第二定位平台，该基板设置于该第二定位平台上，该第二定位平台的动力源使该基板向该光收发次模块前进或离开。

9.根据权利要求1所述的激光耦光焊接设备，其特征在于，所述激光耦光焊接设备更包含一第一移动式治具，该第一移动式治具推动一讯号接收器与该光收发次模块的收容本体连结。

10.根据权利要求9所述的激光耦光焊接设备，其特征在于，所述激光耦光焊接设备更包含一第二移动式治具，该第二移动式治具用以推动另一讯号接收器/发射器与该光收发次模块的收容本体连结。

说明书

激光耦光焊接设备

技术领域

[0001] 本发明有关一种激光耦光焊接设备，尤指一种利用光点检测治具能快速找到光导引单元与发光单元最佳的光点位置的设备。

背景技术

[0002] 在光纤通讯系统中，光收发次模块(Optical Sub-Assembly for Transceivers)为光讯号与电讯号转换中的重要媒介，光收发次模块分为发射光讯号的光传输次模块(Transmitting Optical Sub-Assembly，TOSA)；可同时容纳双方向的讯息于同一光纤内的双向光收发次模块(Bi-direction Optical Sub-Assembly，BOSA)；及可同时接收数字讯号及模拟讯号并发射数字/模拟讯号的三向光收发次模块(Tri-direction Optical Sub-Assembly，TRI-DI OSA)等类型。该TOSA、BOSA、TRI-DI OSA连结有一光导引单元，通常该TOSA、BOSA、TRI-DI OSA的光导引单元与发光单元的光学对准(Optical Alignment)需要一组精密的XYZ耦光定位平台以控制光导引单元与发光单元作耦光对准，以得到最佳光功率。

[0003] 就光学对准制程而言，利用耦光定位平台夹持及固定该光导引单元及该发光单元，使该光导引单元沿Z轴(垂直)方向上下移动，及发光单元沿XY平面移动（XYZ轴方向可参考图1中所示），并于光导引单元的光纤纤核与发光单元的激光二极管的焦点找到最佳耦光位置，即调整光纤与激光二极管之间的特定位置。

发明内容

[0004] 由于，耦光定位平台作XY平面移动时，是从起始点至中心点的矩形回旋位移，以搜寻出光光点位置的中心点，最后藉由激光焊接机(Laser welding)将其固定。惟该耦光定位平台需完成矩形回旋位移才能找出光导引单元与发光单元的光点位置，而该位移行程需花费数分钟的工作时间，此缺失需加克服。

[0005] 因此，本发明的目的是提供一种激光耦光焊接设备，其利用光点检测治具能快速找到光导引单元与发光单元最佳的光点位置，并适用于各种型式的光收发次模块。

[0006] 为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种激光耦光焊接设备，用以使光收发次模块的发光单元及光导引单元作耦光对准并进行焊接，该激光耦光焊接设备包括一XY旋转轴移动平台用以支持及固定该发光单元、一Z轴移动平台用以支持该光导引单元、一激光焊接机用以使该光导引单元连结在该光收发次模块的收容本体上、及一摄影机连接至一计算机装置；其特点是：该激光耦光焊接设备还包括一光点检测治具，该光点检测治具具有一向该光收发次模块前进或离开的反射镜，当该反射镜移动至该发光单元与光导引单元之间，将使该光导引单元及发光单元发出的光源经由该反射镜反射至该摄影机中，以快速找到光点位置，并藉由该摄影机撷取的影像，经由计算机装置比对分析后并进行光点耦合作业。

[0007] 所述光点检测治具更包含有一聚光结构，该聚光结构位于该反射镜后方，使经由该反射镜反射后的光源藉由该聚光结构聚焦至该摄影机中。

[0008] 所述光点检测治具更包含有一装载该反射镜及摄影机的基板。

[0009] 所述光点检测治具更包含有一装载该反射镜及聚光结构的基板。

[0010] 所述反射镜为三角形本体，具有一第一反射面及一第二反射面，该第一反射面使该光导引单元发出的光源经由该第一反射面反射至该摄影机中，该第二反射面使该发光单元发出的光源经由该第二反射面反射至该摄影机中。

[0011] 所述反射镜为三角形本体，具有一第一反射面及一第二反射面，该第一反射面使该光导引单元发出的光源经由该第一反射面反射至该聚光结构，并射入至该摄影机中，该第二反射面使该发光单元发出的光源经由该第二反射面反射至该聚光结构，并射入至该摄影机中。

[0012] 所述聚光结构具有一固定座及一聚光片，该聚光片连结在该固定座上。

[0013] 所述激光耦光焊接设备更包含一具有动力源的第二定位平台，该基板设置于该第二定位平台上，该第二定位平台的动力源使该基板向该光收发次模块前进或离开。

[0014] 所述激光耦光焊接设备更包含一第一移动式治具，该第一移动式治具推动一讯号接收器与该光收发次模块的收容本体连结。

[0015] 所述激光耦光焊接设备更包含一第二移动式治具，该第二移动式治具用以推动另一讯号接收器/发射器与该光收发次模块的收容本体连结。

[0016] 如此，藉由该光点检测治具的反射镜可移动进入该光导引单元及发光单元之间，可快速直接找出各种型式光收发次模块的光导引单元与发光单元最佳的光点位置，且不需要矩形回旋位移。

附图说明

[0017] 图1为本发明激光耦光焊接设备的结构示意图。

[0018] 图2为本发明光点检测治具的立体图。

[0019] 图3为本发明聚光结构的立体分解图。

[0020] 图4至图6为本发明激光耦光焊接设备对TOSA 进行耦光焊接动作示意图。

[0021] 图7及图8是本发明激光耦光焊接设备对BOSA 进行耦光焊接动作示意图。

[0022] 图9及图10是本发明激光耦光焊接设备对TRI-DI OSA 进行耦光焊接动作示意图。

[0023] 标号说明

[0024] 光点检测治具10 基板11

[0025] 反射镜20 第一反射面21

[0026] 第二反射面23 聚光结构30

[0027] 固定座31 聚光片32

[0028] 摄影机40 计算机装置41

[0029] 激光耦光焊接设备50 XY旋转轴移动平台51[0030] 第一定位平台52 第二定位平台53

[0031] Z轴移动平台54 激光焊接机55

[0032] 第一移动式治具56 第二移动式治具57

[0033] 光传输次模块(TOSA) 60 双向光收发次模块(BOSA) 70[0034] 三向光收发次模块(TRI-DI OSA) 80 收容本体61、71、81[0035] 发光单元62、72、82 光导引单元63、73、83[0036] 光源 λ1、λ2 光点a、b

[0037] 讯号接收器74 讯号接收/发射器84、85。

具体实施方式

[0038] 请参阅图1及图2所示，本发明的激光耦光焊接设备50可供光收发次模块如光传输次模块(TOSA) 60 (见图4)、双向光收发次模块(BOSA) 70 (见图7)、三向光收发次模块(TRI-DI OSA) 80(见图9)的光导引单元与发光单元作耦光对准，并进行焊接作业。该激光耦光焊接设备50包括有一XYZ旋转耦光定位平台，该XYZ旋转耦光定位平台具有一XY旋转轴移动平台51及一Z轴移动平台54，该XY旋转轴移动平台51藉由一第一定位平台52用以支持及固定光收发次模块的发光单元，该Z轴移动平台54用以支持及固定光收发次模块的光导引单元；一激光焊接机55；一摄影机(CCD CAMERA) 40连接一计算机装置41；以及一光点检测治具10可快速找到发光单元与光导引单元的光点位置，并藉由该摄影机40撷取的影像，经由计算机装置41比对分析以进行光点耦合作业。

[0039] 本发明的主要特点在于该光点检测治具10包含一反射镜20，该反射镜20可移动进入或离开光收发次模块。该光点检测治具10更包含有一聚光结构30及一基板，该聚光结构30位于该反射镜20后方，该基板11用以装载该反射镜20、聚光结构30及摄影机 40。该基板11以可移动方式设置在第二定位平台53上，并藉由一动力源如汽缸或马达使该基板11移动进入或离开光收发次模块。

[0040] 该反射镜20为三角形本体，具有一第一反射面21及一第二反射面22。

[0041] 如图3所示，该聚光结构30具有一固定座31及一聚光片32，该固定座31连结在该基板11上，该聚光片32连结在该固定座31上。

[0042] 图4至图6显示本发明激光耦光焊接设备50对光传输次模块(TOSA) 60进行耦光焊接动作示意图。首先，将一具有发光单元62的收容本体61安置在该第一定位平台52中，及一光导引单元63安置在该Z轴移动平台54上。本发明的光点检测治具10藉由动力源(如汽缸或马达等)可向前位移至光导引单元63与收容本体61之间(如图5)，此时，该光导引单元63发出的光源λ1投射于第一反射面21上，及该发光单元62发出的光源λ2投射于第二反射面22上，且使该光源λ1、λ2经由聚光片32聚焦进入该摄影机40中，而可快速找到光导引单元63与发光单元62的光点位置，接着，该光点检测治具10退回原始位置如图4所示。

[0043] 然而，该摄影机40撷取的影像，经过计算机装置41比对分析后，将所得结果参数送出促使该XY旋转轴移动平台51进行光点a、b对准作业，即光点a快速移动至光点b，使光点a、b耦光对准，此时，该光导引单元63则藉由Z轴移动平台54向下移动至定位点，完成耦光对准后则利用激光焊接机55使光导引单元63固定在收容本体61上，如图6所示。

[0044] 图7及图8显示本发明激光耦光焊接设备50对双向光收发次模块(BOSA) 70进行耦光焊接的示意图。该激光耦光焊接设备50的组件和图4至图6一样被标示出来，及光点检测治具10的快速耦光方法和图4至图6相同。但为了应用在双向光收发次模块(BOSA)70，该激光耦光焊接设备50更包含一第一移动式治具56可用以支持及固定一讯号接收器
74，可在光导引单元73与发光单元72耦光对准且固定在收容本体71时，该第一移动式治具56向前移动至收容本体71，使该讯号接收器74藉由XYZ移动且接收到该光导引单元73传回的光讯号后而固定在收容本体71上，如图8所示。

[0045] 图9及图10显示本发明激光耦光焊接设备50对三向光收发次模块(TRI-DI OSA)80进行耦光焊接的示意图。该激光耦光焊接设备50的组件和图4至图6一样被标示出来，及光点检测治具10的快速耦光方法和图4至图6相同。但为了应用在三向光收发次模块(TRI-DI OSA) 80，该激光耦光焊接设备50更包含一第一移动式治具56及一第二移动式治具57可用以分别支持及固定讯号接收器84和讯号发射器85（当然，该讯号接收器84和讯号发射器85亦可分别装设于该第二移动式治具57及第一移动式治具56上），并在光导引单元83与发光单元82耦光对准且固定在收容本体81时，使第一、第二移动式治具56、57向前移动至收容本体81，使该讯号接收器84、讯号发射器85藉由XYZ移动且接收到该光导引单元83传回的光讯号后而固定在收容本体81上，如图10所示。

[0046] 总而言之，本发明激光耦光焊接设备50利用该光点检测治具10可快速直接找出各种型式光收发次模块的光导引单元与发光单元最佳的光点位置，且不需要矩形回旋位移，就能达到上述目的。