概述

光纤光子准直调节–无需压电晶体
在光子工业领域，针对调节台的普遍接受的要求是调节光束直径或者波导模场直径的1%。针对模场直径为10µm的SMF-28光纤准直要求，100nm的精度通常或者曾经是可以接受的。随着先进的平面光子设备的出现，对越来越小的波导结构的准直要求激增，有时要达到2µm的模场直径。
精度为20nm的光学调节台已经逐渐成为新的标准。为了满足光学精度的要求，大多数光学调节架的生产商所能提供的自动准直系统采用的是粗调+精调方式，外加多个不同水平的控制器。很多电机驱动的粗调平台有5-10µm的回差。采用细微行程的压电晶体平台就变得不是一个好的选择了，其结果是增加了系统的复杂性。

超低的回差
采用了无摩擦设计及固有的内置挠曲调节平台设计，跟定制的扭矩余量足够的开环步进电机共同使用，Luminos调节架在业内是独一无二的，它可以提供持续的微步进表现。
无摩擦驱动机构确保驱动器在一致的预荷载下运行。
芯片对准应用时，X轴及Y轴的精度通常要求比Z轴高五倍。针对不同的需求，Luminos调节架战略性地在X轴及Y轴调节机构的设计时提前采用了 Ratio Drive™ 专利设计理念。XYZ驱动器全部移动12.5mm，但是，在Luminos全自动U系列调节架上,X轴及Y轴上在电机的控制下移动完整的2.5mm行程。这就在更重要的X轴及Y轴上提供5X的精度，10nm的精度前提下，输出达到0.1um奇低的双向回差。更重要的是-不需要压电晶体!

光学波导准直调节

侧向准直敏感性
为了便于理解光学波导对准所需的精度水平，我们以业界常用的10µm模场直径的SMF-28单模光纤作为一个例子。

光学损耗与横向X或Y对准的关系
图#1

图#1 显示波导内两根光纤沿X方向移动，以便测试侧向对准跟光学损耗之间的对应关系。当然，其中一根光纤要连到光源上，而另外—根连光功率计。对SMF-28光纤，因其是圆形对称结构，光学损耗对在X及Y方向的侧向移动同样敏感。
由于整个行业正在朝着先进的平面光学波导发展，您会经常见到模场直径为2-3µm的平面波导。

X轴或Y轴(um)
侧向准直对应的光学损耗
图#2

图#2 阐明SMF-28光纤+/- 1um理想的对准时光学损耗跟侧向对准之间的曲线。大多数光功率计有0.01dB的精度，与之对应的X轴向的目标偏移范围在0.46um.如果有一个调节架具备双向低于0.46um的回差，这样就可能直接编写优化软件，而无需严重依赖回差补偿。而且设计一套调节架也成为可能，而无需在粗调及精调运动控制之间切换。多数市面上存在的能够满足 图#2 目标的驱动器都是复杂的带编码器的闭环系统，抑或是带内置附加压电晶体的精调架的步进电机驱动器。
Luminos调节架提供了诸多战略性的优势。U系列超高精度调节架为市场提供了独一无二的结构。Luminos调节架是市场上唯一一款能够在X，Y方向提供双向0.1um回差，同时又采用简单的增量步进电机的调节架。光学波导对准无需采用压电晶体或者编码器。这是一套简单的能够满足并超过光学波导对准要求的系统。事实上，如图二所示，该系统单就SMF-28对准而言，测试精度余量远远超出需求。

轴向准直敏感性
图#3 阐明了两根光纤的端部移动时光损耗跟轴向准直之间的对应关系。假设此时X轴Y轴已经完全对准，只有z轴间隙变化。图#2 及 图#4 内损耗测量时光纤端部间填充了匹配油膏以便降低菲涅耳干涉效应。

轴向准直对应的光学损耗
图#3

图#4 阐明了光损耗跟轴向间隙的对应关系，您可以发现相对于侧向移动，轴向间隙对损耗的影响没有 图#2 所示的侧向移动那么敏感。0.01dB补偿目标尺寸差异为3.76µm对0.46µm.这一不同的准直敏感性在低数值孔径的光纤波导内可能尤为明显，借助于Luminos Ratio Drive™ 技术,配合Luminos所有调节架内X，Y轴内的无摩擦挠曲驱动机构就可以克服。
Luminos Ratio Drive™ 的另外一个战略性的优势是其增强的稳定性。当电机驱动器微微发热后，所有热引发的位置变化同时以同样比例降低。Luminos调节架独特设计带来的结果是较其他直接驱动的调节架更加稳定，同时，客户反馈即使长期使用，有时空载多日后，Luminos调节架还能保持很稳定的对准。

Z轴(µm)
轴向间隙跟光损耗的对应关系SMF28@1550nm (9/125um光纤)匹配油膏
图#4

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