[發(fā)明專利]板條激光介質(zhì)端面角度的拋光裝置及其方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210429812.9
• 申請(qǐng)日: 2012-11-01
• 公開（公告）號(hào): CN102922404A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝瑞清;陳賢華;雷向陽;王健;侯晶;袁志剛;鐘波;馬平;鄭楠;廖德鋒;李潔;李瑞潔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都精密光學(xué)工程研究中心
• 主分類號(hào): B24B29/02
• 分類號(hào): B24B29/02
• 代理公司: 成都希盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51226
• 代理人: 蒲敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種板條激光介質(zhì)端面角度的拋光裝置及其方法。

背景技術(shù)

高平均功率的固體激光器以其峰值功率高、結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)，在民用（如激光切割、焊接、熱處理、打標(biāo)）、軍用（如激光雷達(dá)、測(cè)距、光電對(duì)抗）和空間通信等方面展示出重要的應(yīng)用前景。傳統(tǒng)的固體激光器由于采用圓棒狀激光工作介質(zhì)，熱效應(yīng)非常嚴(yán)重，限制了激光輸出功率及光束質(zhì)量。采用板條狀激光介質(zhì)可有效改善這一狀況。自從1969年美國GE公司提出“zigzag”板條激光器概念以來，板條激光器已逐漸成為公認(rèn)的獲得高平均功率的有效途徑之一，得到了世界各國的廣泛研究。作為高功率板條激光器的核心工作器件，板條激光介質(zhì)元件的加工精度直接影響到激光器的輸出光束質(zhì)量。隨著板條激光器輸出功率要求的不斷提升，所需板條的幾何尺寸越來越大，加工難度和質(zhì)量要求也越來越高。

為了消除熱透鏡的影響，通常板條介質(zhì)并不做成方形，而是將兩個(gè)供振蕩激光通過的端面切割出傾斜的布儒斯特角，并將介質(zhì)的兩個(gè)大面也拋光，振蕩激光在板條介質(zhì)內(nèi)部通過兩個(gè)大面的全內(nèi)反射而呈“之”字形傳播。該板條加工的一個(gè)關(guān)鍵難點(diǎn)在于保證其端面楔角的加工精度。在傳統(tǒng)的加工工藝中，該端面楔角的加工通常先用角度塊定位，然后再澆鑄石膏的方式進(jìn)行裝夾，這種裝夾方式有兩大缺點(diǎn)，一是裝夾精度不高，二是加工效率很低，工藝過程繁難冗長，不能適應(yīng)批量化生產(chǎn)。申請(qǐng)?zhí)枮?0105801.7的中國專利針對(duì)YAG板條端面的加工，提出了一種不銹鋼立方塊工模夾具，一定程度上降低了激光板條的加工難度。但該夾具由于直接在不銹鋼立方塊四周開斜槽，而通常的機(jī)械加工精度很難保證該斜槽的角度精度要求，進(jìn)而限制了元件的加工精度，并且該斜槽為固定寬度，每次只能加工固定數(shù)量（4組24條）的工件。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種裝夾精度高、通用性好、可適應(yīng)批量化加工的板條激光介質(zhì)端面角度的拋光裝置及其方法。

本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的解決方案是：板條激光介質(zhì)端面角度的拋光裝置，由基體、多個(gè)位移可調(diào)節(jié)的壓塊以及多顆鎖緊螺釘組成，在所述基體的側(cè)面上分別設(shè)置有支撐板條激光介質(zhì)的支撐面，所述支撐面與所述基體的該側(cè)面垂直，所述基體上的支撐面與底面的夾角與被加工的板條激光介質(zhì)端面的角度一致，所述壓塊分別固定在基體的側(cè)壁上。

進(jìn)一步的，所述壓塊上也具有一個(gè)與被加工的板條激光介質(zhì)端面的角度一致的斜面。

進(jìn)一步的，在所述支撐面上粘結(jié)有支撐基片，在所述基體的底面粘結(jié)有配盤基片，所述配盤基片與支撐基片的非粘結(jié)表面之間的夾角與所述板條激光介質(zhì)端面的角度一致。

進(jìn)一步的，所述配盤基片采用與被加工的板條激光介質(zhì)硬度相同的激光介質(zhì)材料制成。

進(jìn)一步的，在所述基體的上表面中心位置設(shè)置有頂針孔。

進(jìn)一步的，還包括有多個(gè)具有圓弧外表面的壓板，所述壓板固定在所述壓塊和基體的側(cè)壁上。

進(jìn)一步的，所述多個(gè)是四個(gè)，并且所述四個(gè)壓板的四個(gè)圓弧外表面拼成一個(gè)完整的圓柱面。

進(jìn)一步的，在所述壓塊上設(shè)置有T型滑槽。

板條激光介質(zhì)端面角度的拋光方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

1）將板條激光介質(zhì)的端面切割出初始角度，切割角度精度控制在“分”級(jí)；

2）將一塊標(biāo)準(zhǔn)平板水平放置在工作臺(tái)上，然后將基體放置于標(biāo)準(zhǔn)平板上；

3）將多塊板條激光介質(zhì)疊加為一組，將板條激光介質(zhì)的端面緊貼于標(biāo)準(zhǔn)平板上，板條激光介質(zhì)的大面緊貼于基體上的支撐基片的上表面，板條激光介質(zhì)的側(cè)面緊貼于基體的側(cè)面；

4）完成板條激光介質(zhì)的定位后，用壓塊壓緊板條激光介質(zhì)，然后鎖緊壓塊，再用壓板對(duì)板條激光介質(zhì)的側(cè)面進(jìn)行緊固，完成裝夾后，壓板的四個(gè)圓弧外表面將拼成一個(gè)完整的圓柱面；

5）將裝夾完成的裝置放置于研磨拋光機(jī)上進(jìn)行加工，當(dāng)完成板條激光介質(zhì)的研磨和拋光后，檢測(cè)板條激光介質(zhì)端面面形、角度、光潔度指標(biāo)，合格后下盤。

進(jìn)一步的，步驟5）所述研磨拋光機(jī)為單軸機(jī)、二軸機(jī)或環(huán)形拋光機(jī)。

本發(fā)明的有益效果：采用本發(fā)明的裝置及方法可實(shí)現(xiàn)各種板條激光介質(zhì)（如晶體、陶瓷、玻璃等）的批量加工，通用性好，可適用于多種常規(guī)機(jī)床，如單軸機(jī)、二軸機(jī)、環(huán)形拋光機(jī)等，加工后的板條激光介質(zhì)的端面面形精度可穩(wěn)定優(yōu)于0.1波長，角度精度優(yōu)于10秒，且一致性好。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的基體的立體圖。

圖2為圖1在粘結(jié)了支撐基片和配盤基片后的側(cè)視圖。

圖3為圖2的俯視圖。