[發明專利]一種真空高精度窗口的實現方法及其裝置

有效

• 申請號: 201310180114.4
• 申請日: 2013-05-16
• 公開（公告）號: CN103278904A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 楊飛;陳寶剛;王富國;張麗敏;明名
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G02B7/00
• 分類號: G02B7/00
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 南小平

技術領域

本發明屬于光機電工程技術領域，尤其涉及一種真空高精度窗口的實現方法及其裝置。

背景技術

真空高精度窗口的主要特點是其一面處于真空環境，一面處于大氣環境，因此窗口在保證其良好可靠的密封性的基礎上，還應保證光學窗口在承受大氣壓力情況下的面形精度滿足系統應用要求；真空窗口在光學設備及其檢測設備中應用比較廣泛，尤其是在紅外鏡頭、真空鍍膜機、真空檢測罐、真空狀態平行光管等設備中，在高精度的光學檢測、光學成像系統中，真空窗口將作為光學系統的一個單元組件，參與到光學系統的誤差分配及系統搭建中，因此對其精度要去將會十分嚴格和苛刻。

現有的真空窗口在實際應用中，一面是真空，另一面是常規大氣環境，對于真空窗口組件的壓差通常為一個大氣壓壓強。這個壓強載荷對于需要高精度面形精度保證的光學元件，將會是一個苛刻的要求。根據平板原理變形公式：

δ=316qED4h3(1-υ2)5+υ1+υ]]>

式中d平板受載下的變形，q為平板所受面載荷，E為楊氏模量，D為鏡子直徑，h為鏡子厚度，υ為泊松比。

可知，平板玻璃在承受面載荷的情況下，其表面變形與口徑的四次方成正比，與厚度的三次方成反比。想要達到RMS≤λ/100（λ=632.8nm）的面形精度，對于通光口徑為Φ50mm的窗口，須使其厚度達到將近100mm，其徑厚比已經遠遠超出常規設計，并且玻璃材料的折射率和透過率必然會對光學系統成像質量帶來影響；同時，現有的真空窗口由于窗口兩側的真空環境的溫度和大氣環境的溫度的差異，影響真空窗口的面形精度，影響光學系統的成像質量。

發明內容

本發明的目的在于提出一種真空高精度窗口的實現方法及其裝置，解決現有技術中真空窗口存在的面形精度低的問題。

為實現上述目的，本發明的一種真空高精度窗口的實現方法包括以下步驟：

步驟一：采用n塊窗口玻璃構成光學窗口，所述n塊窗口玻璃水平依次設置，使每相鄰的兩塊玻璃之間形成封閉腔；

步驟二：對步驟一中形成的多個封閉腔進行抽真空處理；

步驟三：在經步驟二抽真空處理的多個封閉腔內充入惰性氣體，使多個封閉腔內的壓力順次遞增。

步驟三中所述的使多個封閉腔內的壓力順次遞增具體滿足以下要求：與真空相接觸的第一塊窗口玻璃一面是真空，一面是1/n個大氣壓；第二塊窗口玻璃一面是1/n個大氣壓，一面是2/n個大氣壓……第n塊窗口玻璃一面是（n-1）/n個大氣壓，一面是大氣環境，即一個大氣壓強。

所述n的取值范圍為n≧2。

基于一種真空高精度窗口的實現方法的實現裝置包括窗口玻璃A窗口玻璃B、密封圈Ａ、密封圈Ｂ、密封圈Ｃ、鏡座B、金屬波紋管B、柔性調整旋鈕B、鏡座A、金屬波紋管Ａ、柔性調節旋鈕Ａ、安裝座，安裝接口；

所述安裝座通過螺釘固定到安裝接口上，窗口玻璃A通過壓圈及密封圈Ａ、密封圈B和密封圈C安裝到鏡座Ａ上，其中連接用螺釘與壓圈之間采用彈簧預緊，金屬波紋管Ａ與鏡座Ａ及安裝座之間采用密封圈進行密封安裝，所述m個柔性調整旋鈕A圓周均布在所述鏡座A和所述安裝座之間，所述柔性調整旋鈕A可以改變所述鏡座A和所述安裝座之間的兩維傾斜角度與距離；

所述窗口玻璃B通過壓圈及密封圈安裝到鏡座Ｂ上，其中連接用螺釘與壓圈之間采用彈簧預緊，金屬波紋管Ｂ與鏡座Ｂ及鏡座A之間采用密封圈進行密封安裝，所述p個柔性調整旋鈕B圓周均布在所述鏡座A和所述安裝座B之間，所述柔性調整旋鈕B可以改變所述鏡座A和所述安裝座B之間的兩維傾斜角度與距離；

采用n塊窗口玻璃Ａ或窗口玻璃Ｂ連續安裝。