1. Cấu tạo
-
Khung bệ đa trục tích hợp (Multi-Axis Stacked Base): Được lắp ráp từ các mô-đun trượt hợp kim nhôm anốt hóa cao cấp gia công CNC, cho phép điều chỉnh đồng thời 5 hướng tự do: 3 trục tịnh tiến ($X, Y, Z$) và 2 trục nghiêng/xoay góc ($A, B$ hay $\theta_x, \theta_y$).
-
Thước đo panme tinh chỉnh (Micrometer Heads): Trang bị các đầu vi chỉnh panme (Micrometer Differential Heads) độ phân giải cực cao (thường là $10\mu\text{m}$ hoặc $1\mu\text{m}$ ở cơ cấu tinh), cho phản hồi lực mịn và chuyển động siêu mượt.
-
Cơ cấu dẫn hướng rãnh trượt (Crossed Roller Guides): Sử dụng thanh dẫn hướng con lăn chéo hoặc rãnh đuôi én chính xác cao, giúp đảm bảo chuyển động thẳng tịnh tiến mà không bị rung lắc hay sai lệch góc.
-
Gá kẹp sợi quang/linh kiện (Fiber/Component Holder Mount): Mặt trên cùng tích hợp rãnh định vị và các lỗ bắt vít chuyên dụng để dễ dàng lắp gá giữ sợi quang (Fiber Clamp), ống nối (Ferrule), hoặc chip quang học (PICs).
2. Nguyên lý hoạt động
-
Điều chỉnh tọa độ không gian 5 trục: Các panme tác động lực đẩy trực tiếp vào bệ trượt của từng trục. Trục $X, Y, Z$ chịu trách nhiệm định vị không gian 3D, trong khi trục $A, B$ điều chỉnh góc nghiêng để hai đầu sợi quang hoặc chip quang cân bằng song song tuyệt đối với nhau.
-
Tối ưu hóa công suất ghép nối (Coupling Efficiency Optimization): Người vận hành xoay các đầu panme để đưa 2 sợi quang (hoặc sợi quang và nguồn phát laser/diode) tiến lại gần nhau ở khoảng cách cực vi mô, quan sát công suất quang cực đại thu được để cố định vị trí.
-
Lực đàn hồi hồi vị: Tích hợp lò xo đàn hồi chịu lực bên trong rãnh trượt giúp duy trì sự tiếp xúc liên tục giữa mặt bàn và đầu panme, triệt tiêu độ rơ ma sát ngược chiều khi vặn lùi.
3. Ứng dụng
-
Ghép nối sợi quang (Fiber Coupling & Alignment): Căn chỉnh ghép nối trực tiếp giữa sợi quang với sợi quang (Fiber-to-Fiber), sợi quang với ống dẫn sóng quang (Fiber-to-Waveguide), hoặc sợi quang với Diode Laser / Photodiode.
-
Đóng gói linh kiện quang điện tử (Photonic Packaging): Sử dụng trong công đoạn định vị chính xác trước khi tra keo UV hãm cố định linh kiện quang tích hợp (PIC), linh kiện WDM, MUX/DEMUX.
-
Phòng nghiên cứu & Thí nghiệm Quang học: Dùng cho các hệ thống laser sợi (Fiber Laser), vi thao tác sinh học, giao thoa đo lường và các bài lab thí nghiệm quang học vi mô.
4. Cách tính toán lựa chọn
-
Xác định các trục tọa độ cần thiết (Degree of Freedom): Chọn đúng số trục điều chỉnh (3 trục XYZ, 4 trục XYZ$\theta$, hay 5 trục XYZAB) tùy thuộc vào độ khắt khe về góc nghiêng của luồng sáng ghép nối.
-
Hành trình và Độ phân giải (Travel Range & Resolution): Chọn khoảng hành trình tịnh tiến (thường $\pm 6.5\text{mm}$ hoặc $\pm 12.5\text{mm}$) và độ phân giải đầu panme ($0.5\mu\text{m} \div 10\mu\text{m}$) phù hợp với đường kính lõi sợi quang (Single-mode có lõi $\sim 9\mu\text{m}$ đòi hỏi độ phân giải cao hơn Multi-mode).
-
Tải trọng bệ trượt (Load Capacity): Tính toán tổng khối lượng của thiết bị gá kẹp và mẫu vật gắn lên bàn để đảm bảo không vượt quá tải trọng tĩnh/động của bệ trượt (tránh làm biến dạng hoặc rơ panme).
-
Kiểu bố trí tay vặn (Left/Right Hand Configuration): Lựa chọn model có vị trí núm vặn panme bên trái (L) hoặc bên phải (R) nhằm tối ưu hóa thao tác bằng 2 tay khi ghép nối đồng thời 2 đầu sợi quang trên cùng một hệ thống.
