[實用新型]薄膜型反射鏡面形的機械調(diào)整裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 01220669.5
• 申請日: 2001-03-28
• 公開（公告）號: CN2473625Y
• 公開（公告）日: 2002-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葉露;吳東海;馬軍;余景池
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所
• 主分類號: G02B5/08
• 分類號: G02B5/08
• 代理公司: 長春科宇專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 李恩慶

本實用新型屬于空間光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種微量調(diào)整薄膜型反射鏡面形微量位移的裝置。

隨著空間光學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，對空間光學(xué)系統(tǒng)的輕量化提出越來越高的要求，薄膜型反射鏡是目前剛剛興起的一種實現(xiàn)空間光學(xué)系統(tǒng)的超輕量化的方法。目前美國剛剛制造出口徑500mm，厚2mm的模型鏡，這種超薄鏡的鏡面面形極易發(fā)生變化，必須用一個微量調(diào)整機構(gòu)對面形進行調(diào)整，微量調(diào)整機構(gòu)的位移步距需達(dá)到λ/20，以帶動鏡面實現(xiàn)λ/20(p-v)的局部調(diào)整，當(dāng)使用zago干涉儀進行檢測時，λ＝0.6328nm，微量調(diào)整機構(gòu)的微動步距需達(dá)到30nm。在試驗階段，一個口徑400mm的鏡子至少需要20個點來調(diào)整，也就是需要20個微動機構(gòu)。要真正將薄膜型鏡面應(yīng)用于空間光學(xué)系統(tǒng)，需要做大量的實驗(從不同的口徑到不同的厚度)，美國使用壓電陶瓷作微量調(diào)整元件，通過對輸入電壓的控制，改變壓電陶瓷的伸縮量，帶動鏡子的某一點產(chǎn)生位移，從而使鏡子面形得到調(diào)整。由于壓電陶瓷價格昂貴(成品每個在400-500美元之間)，在經(jīng)費比較缺乏的情況下，全部使用壓電陶瓷作微量調(diào)整元件是難以實現(xiàn)的。

本實用新型的目的是提供一種薄膜反射鏡面形的機械調(diào)整裝置，可以代替壓電陶瓷調(diào)整機構(gòu)，或與壓電陶瓷調(diào)整機構(gòu)配合使用，實現(xiàn)步距30nm微量移動。

本實用新型由底板，微動機構(gòu)和螺紋套組成，在底板上安裝若干個微動機構(gòu)，其數(shù)目由反射鏡口徑等因素決定，數(shù)目越多，調(diào)整的精度越高。每一個微動機構(gòu)通過螺紋套固定在底板上。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)圖。圖中17為底板，18為微動機構(gòu)，19為螺紋套。

圖2為底板17結(jié)構(gòu)示意圖。

本實用新型的微動結(jié)構(gòu)18主要由頂塊、杠桿、調(diào)整支座和頂杠部分組成。頂塊下端安裝在調(diào)整支座的上部，上端放在薄膜型反射鏡待調(diào)整部位。安裝在調(diào)整支座下部的頂杠部分，使杠桿轉(zhuǎn)動，杠桿在轉(zhuǎn)動過程中，使頂塊產(chǎn)生位移，從而調(diào)整薄膜型反射鏡的步距。

圖3為本實用新型的微動結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1為薄膜反射鏡，2頂塊，3限位套，4調(diào)整支座，5壓簧座，6壓簧帽，7壓簧，8壓簧頂桿，9杠桿，10微調(diào)絲桿，11微調(diào)絲母，12手輪，14杠桿軸套，15杠桿軸，16磁鐵。

圖4為本實用新型杠桿9同調(diào)整支座4的連接關(guān)系及同頂塊2的配合圖。

圖5為本實用新型的頂杠部分同杠桿9裝配圖。

本實用新型的頂杠部分安裝在調(diào)整支座4的下部，杠桿9安裝在調(diào)整支座4的內(nèi)部。頂杠部分由壓簧座5，壓簧帽6，壓簧7，壓簧頂桿8和微調(diào)絲相10，微調(diào)絲母11和手輪12構(gòu)成。

微調(diào)絲母11固定在薄鏡調(diào)整支座4上，轉(zhuǎn)動手輪12使微調(diào)絲桿10旋轉(zhuǎn)，微調(diào)絲桿10旋轉(zhuǎn)時可沿軸向移動；壓簧7裝在壓簧頂桿8內(nèi)，壓簧頂桿8可在壓簧座內(nèi)沿軸向移動，在壓簧7力的作用下，壓簧頂桿8頂在杠桿9上，使得杠桿9隨微調(diào)絲桿10的移動而轉(zhuǎn)動。壓簧座5通過螺紋固定在薄鏡調(diào)整支座4上，壓簧帽6擰在壓簧座5中，通過調(diào)整壓簧帽6擰入的深度，改變壓簧的預(yù)緊力。壓簧頂桿8與微調(diào)絲桿10同軸。

杠桿9的形狀及固定方式如圖5所示：

杠桿9的頂端做成球面，球面的頂點是杠桿的一個工作點，杠桿9的下端是兩個平行的平面，微調(diào)絲桿10和壓簧頂桿8分別頂在這兩個平面上，頂點位置是杠桿的另一個工作點，杠桿軸15的轉(zhuǎn)軸中心將上下兩個工作點分成一定的比例，這個比例可以做成1∶6。杠桿其余部分是圓柱形，將圓柱的下端砍掉一角，目的是使杠桿9在薄鏡調(diào)整支座4內(nèi)有足夠的行程。杠桿9通過杠桿軸5固定在薄鏡調(diào)整支座4上。為了使杠桿9能夠轉(zhuǎn)動自如，同時又可控制杠桿9轉(zhuǎn)動時的晃動量，用杠桿軸套14壓住杠桿，通過螺母13來調(diào)整壓緊力，使杠桿9在最佳狀態(tài)下轉(zhuǎn)動，如圖4所示。????

薄膜鏡的面形調(diào)整，最終是通過頂塊2的移動來實現(xiàn)的。頂塊2同薄膜鏡1用膠粘來連接，頂塊2和杠桿9之間用磁鐵16來連接。頂塊2的位移量最終決定了面形調(diào)整量，為了使頂塊移動時不晃動，做了一個限位套3固定在薄鏡調(diào)整支座4上，限位套3與頂塊2在加工時配研，使間隙很小，同時光潔度很高，使頂塊2能在限位套3內(nèi)移動自如。

薄鏡調(diào)整支座4除用于固定零部件外，自身還起著粗調(diào)的作用，它的形狀由幾段直徑不同的圓柱體組成，在中間部位車有一段螺紋，當(dāng)杠桿9微動的范圍不能滿足要求時，轉(zhuǎn)動薄鏡調(diào)整支座4，并帶動所有的零部件上下移動，使頂塊有較大范圍的移動，從而達(dá)到粗調(diào)的目的。

為了更清楚表述本實用新型，下面結(jié)合具體實例進一步說明。