用于自对准部件、子组件和／或组件的方法、设备和系统，其中致动器用来物理地移动所述部件、子组件和／或组件，从而提供适当的对准。所述对准的效率可以关于输出信号的定性测量（例如误码率、光强等等）来确定。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及对准严格(alignment-critical )的部件、子组 件和组件的装配，更特别地，涉及用于诸如光学系统之类的有向能量系 统的这样的部件、子组件和组件的自对准。
技术介绍
目前，在诸如激光二极管和单模纤维之类的模块内微米大小的光学 元件之间所需的高精度对准不成比例地占据了与光通信封装的制造关 联的成本的很大部分。由于必须实现高的位置精确度，相对緩慢的劳动 密集型技术常常用于制造这样的封装。这种緩慢而昂贵的方法是制造低 成本电信装备的主要障碍。已经提出和/或实现了这种方法的替换方案。 由美国马萨诸塞州毕莱卡的Ax sun公司提供的 一种可替换方法对于 所述部件中的每 一 个采用专用可变形微机电系统(MEMS )次热沉(submount)。这些次热沉利用拾放机器置于基底上并且适当地键合起 来。随后，利用专家机器人手臂实现了次热沉的非常精密的定位，所述 专家机器人手臂按照已知的方式向所述次热沉施加力以便使其变形，从 而实现希望的位置或对准。这种技术的缺点在于初始投资大、装配和配 置时间长。而且，通常用来构造专用装备的大量小体积部件限制了成本 有效地使用这种方法。此外，这种技术严重依赖于特定于定制次热沉的 已知调谐曲线，使得这种技术在适应不同器件方面是不灵活的。一些研究考查了将MEMS热机械致动器用于光纤的亚微米位置控制(参见例^口 R. R. A. Syms, H. Zou， D Uttamchandan i, J. Stagg, J. MicroMech. Microeng. 14 1633 (2004) ， ActiveFiberOptic MEMS Al igner Boeing-US专利号555 3182 )。这些研究中描述的方法允许轻微调节纤维端面 的位置以便提高与光源或者另一纤维的耦合效率。此外，Lin等人(L. Y. Lin， J.L. Shen， S. S. Lee， M. C. Wu, IEEE Photon. Tech. Lett. 9, 345 ( 1 997 ))已经说明了在XYZ平台(stage )中使用MEMS静电致 动器以便进行自由空间光束操纵(steer)。上述光学封装制造的头两种方法的主要缺点在于没有成本优势，既是劳动密集的并且/或是资金密集的。此外，这两种技术受限于其多样 性，因为它们都使用外部操作来改变部件的位置。所述MEMS器件也具有与其关联的显著缺点。纤维定位器件只能够沿一个方向移动单个纤维并且只能够移动大约二十微米的小距离。Lin 等人提出的方法的缺点在于高成本、复杂性和可靠性问题。最后，使用 静电激励来操作的基于MEMS的器件具有高电压的要求并且它们通常只 能进行小的移位。根据热机械响应操作的MEMS器件通常每微米移位消 耗掉大约0. 3瓦特的大量能量。
技术实现思路
本专利技术致力于解决现有技术的各种缺陷，其方法是对准至少两个有 向能量处理部件以便最优化它们之间的能量耦合效率，该方法包括使用 受控的致动器推动所述有向能量部件中的至少一个从而平移该部件的 位置，所述致动器响应于确定的能量耦合水平来进行控制。附图说明通过考虑以下结合附图的详细描述容易理解本专利技术的教导，在附图中图1绘出了有益于理解本专利技术的有向能量组件100的高级框图； 图2-4绘出了依照本专利技术第 一实施例的可调节部件次热沉的示意性表示；图5绘出了依照本专利技术第二实施例的可调节部件次热沉的示意性表示；图6绘出了依照本专利技术第三实施例的可调节部件次热沉的示意性表示；图7绘出了气球状透镜的示意性表示。为了帮助理解，在可能的地方使用了相同的附图标记来表示这些附 图所共有的相同元件。具体实施例方式下面将主要在致动器件与光学部件相集成的情况下描述本专利技术，使 得光学部件在安装于 一组或 一 台装备中之后可以按照希望的方式被平移以便在光学上对准自己。然而，本领域技术人员获悉本文的教导之后 应当理解，本专利技术也适用于其中希望自动安装后对准的任何部件或子组 件。例如，光能、微波能量以及与其中可能希望安装后对准的部件关联 的其他有向能量或信号。在本专利技术的情况下， 一个或多个光学部件与适于修改光路或者和光 学部件关联的对准的致动器封装在一起。通过这种方式，重新调节位置 并且改变光束方向的能力固有地置于所述封装的单独部件中。这允许将 诸如表面安装技术之类的常规高速制造工艺用于初始的封装装配。通过 使用集成的受激励光学元件，那么所述封装内的单独的部件可以按照所 需的高精度重新对准自己。为了实现这点，需要若干可调节光学元件， 其形成本专利技术的主体。这里描述了这样的可调节部件的集合，并且其可 以在自由空间中操纵光束并且还调节源和接收器的位置。例如，有效(active) ( 1 )次热沉，其可以调节诸如纤维、源或透镜之类的元件 的实际位置和取向；(2)可调节棱镜，其可以通过有效地改变棱镜角 来操纵光束；(3)基于致动器阵列的可变形镜，其能够改变光束方向 并且此外调节其自身的焦距；以及(4)可调节透镜，其中调节来自于 将电荷注入到离子电活性聚合物中。图1绘出了有益于理解本专利技术的有向能量组件IOO的高级框图。特 别地，图1的组件100引导用于处理的能量输入信号IN以便产生有向 能量输出信号OUT。尽然在光能的情 况下进行描述，但是本专利技术致力于解决与任何有向能量关联的部件对准 问题。有向能量组件100包括输入处理器110、四个能量转向器(例如反 射镜)121-124和能量分离器(例如光学分离器)131、第一部件141和 第二部件142。有向能量组件100与输出检测器160和信号处理器170 协作。第一部件141和第二部件142可以包括任何其中希望输入和/或输 出能量的对准的有向能量或光学部件。尽管没有示出来，但是第一部件 141和第二部件142中的每一个都以集成各自的致动器的方式形成，从 而可以适配这些部件相对于接收或发送的能量的位置。下面将参照其余 附图更加详细地描述完整的部件/致动器拓朴结构的各个实施例。有向能量或光学输入信号IN由输入处理器110接收并且被转换成预期用于进一步处理的三个信号；即光学波长信号人！、入2和入3。光学波长信号八和八分别经由第一反射镜121和第二反射镜l"耦合到其他处理元件或部件(未示出)。光学波长信号入2经由分离器耦合到光学部件141。来自分离器131的光学波长信号入2的分离部分经由第三 反射镜123耦合到部件142。部件141提供耦合到部件142的输出光学信号？w。部件142提供耦 合到第四反射镜124以便随后从有向能量组件IOO输出的输出光学信号入XX。部件141通过一个或多个致动器(未示出)与其接收的光学信号入 2对准。部件142通过一个或多个致动器(未示出)与其接收的光学信号 入x和入2中的一个或两个对准。部件141和142可以包4舌对准l命入信号、 输出信号或输入和输出信号的任意组合或者相对于输入或输出信号对 准该部件本身的致动器。与部件141和142关联的致动器响应由有向能量组件100^接收的致 动器控制信号AC。致动器控制信号AC可以包括适于影响与有向能量组 件100上的部件关联的一个或多个致动器的电、光、热或其他控制信号。 在热致动器的情况下，加热或冷却元件可以与本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种设备，包括： 有向能量处理部件，具有与其关联的和接收的能量以及提供的能量中的一个或全部两个的优选对准； 至少一个聚合物致动器，置于有向能量处理部件的邻近以便向其提供适于允许实现所述优选对准的力； 检测器，用于检测与所述 提供的能量关联的定性参数；以及 处理器，用于以趋向改善检测的定性参数的方式调节所述致动器。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：PJ休斯，G乔丹，AM利昂斯，
申请(专利权)人：卢森特技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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