[實用新型]大口徑金屬離軸橢球鏡或拋物鏡面形檢驗裝置

有效

• 申請號: 201320384161.6
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN203364773U
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 閆亞東;何俊華;達爭尚;白秋菊;董曉娜;陳良益
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 姚敏杰

技術領域

本實用新型屬于光學檢測領域，涉及一種光學元件面形的檢驗裝置，尤其涉及一種大口徑金屬離軸橢球鏡或拋物鏡面形檢驗裝置。

背景技術

激光聚變是用高能短脈沖強激光作為驅動源的慣性約束聚變，在間接驅動聚變中，激光首先入射到靶腔內壁產生X射線及等離子體，X射線燒灼靶丸、壓縮燃料實現聚變，X射線是聚變的直接驅動源。入射激光脈沖是一個序列脈沖，后續入射的激光脈沖在到達靶腔內壁前首先遭遇等離子體，等離子體對入射激光有散射作用，相當一部分激光能量被散射出靶腔，使到達靶腔內壁的激光能量減弱，好像等離子體堵住了激光的入口?！岸驴凇睂е录す庵罼射線的轉化效率大幅降低，會嚴重影響聚變燃料的壓縮效果。

背向散射診斷系統是研究“堵口”問題的關鍵設備之一，它通過收集等離子體散射光并對其能量、光譜、時間特性進行測量來研究激光與等離子體相互作用的機理。該系統需要研制“直徑為內孔為的環形離軸橢球鏡”和“直徑為的離軸拋物鏡”用于散射光的收集，前者安裝于直徑的球體靶室內，后者安裝于球體外。反射鏡的材料選擇和結構形式是設計的重點：因輕量化、低成本的需求，兩反射鏡均采用進口鋁合金材料，機械加工性好；環形橢球鏡因尺寸大，若一體設計就無法進入球體靶室，因而采用四瓣拼接的形式，不僅易于進入球體安裝，而且便于選擇性地局部拆除以排除局部強干擾光的影響。但是，離軸金屬鏡的加工及檢測是反射鏡研制的難點。

加工的難度主要來源于反射鏡離軸量大（橢球鏡離軸1.4m，拋物鏡離軸3.8m），無法采用回轉車加工，只能采用銑制。銑制工序十分精細：粗銑、熱處理、成型銑、熱處理、精銑，但精銑后表面光潔度仍較低，還存在細微的銑制刀痕；然后工件要鏡面化：人工研磨、拋光，表面鍍鎳硬化處理，再次人工研磨拋光，表面鍍鋁高反膜及保護膜，最終達到鏡面效果。

非球面鏡的檢測設備常用的有輪廓儀和刀口儀。輪廓儀是通過對鏡面的逐點接觸測量來繪制鏡面輪廓，該方法非常直觀，可以測出每一點的誤差情況；但測量十分耗時，容易損傷鏡面，設備價格也較昂貴。刀口儀也是一種非常有效的光學元件檢測設備，可以看出鏡面存在的像差情況；但對于低精度的散射光收集鏡來說檢測像差顯然是不必要的，造成成本的浪費。另外，若反射鏡達到鏡面后進行檢測，一旦鏡面面形有問題，就要從精銑工序開始返工。因此，若能找到一種從研制的中間環節就能夠檢測面形的低成本、直觀、便捷的設備，就可以降低返工風險，提高研制效率。

實用新型內容

為了解決背景技術中存在的上述技術問題，本實用新型提供了一種便于檢驗以及檢驗效果明顯的大口徑金屬離軸橢球鏡或拋物鏡面形檢驗裝置。

本實用新型的技術解決方案是：本實用新型提供了一種大口徑金屬離軸橢球鏡或拋物鏡面形檢驗裝置，其特殊之處在于：所述大口徑金屬離軸橢球鏡或拋物鏡面形檢驗裝置包括基座以及設置在基座上并可在基座上進行任意角度調整的兩組或兩組以上的點激光器單元。

上述點激光器單元是兩組以上時，所述點激光器單元包括中心點激光器單元以及環繞設置在中心點激光器單元外部的外周點激光器單元。

上述外周點激光器單元是內圈外周點激光器單元以及環繞設置在內圈外周點激光器單元外部的外圈外周點激光器單元。

上述點激光器單元包括軸承關節座、球面關節以及點激光器；所述軸承關節座設置在基座上；所述點激光器通過球面關節設置在軸承關節座上。

本實用新型的優點是：

本實用新型提供了一種大口徑金屬離軸橢球鏡或拋物鏡面形檢驗裝置，該裝置由大量可轉動的點激光器構成，能夠模擬點光源和平行光束，滿足橢球鏡和拋物鏡的檢測光源需求；本實用新型所采用的光源是離散的，可以清晰看出每一束激光在鏡面上的入射位置及在焦點處的會聚位置，檢測非常直觀；它對檢測面光潔度要求低，甚至鏡面存在車銑刀痕時仍能根據長條狀散射光斑的“中心亮斑”來判斷主反射光線位置，能夠對精銑并簡單拋光的金屬鏡面進行面形檢測；單次檢測可反映出整個面形的情況。本實用新型所提供的裝置具有檢測速度快、成本低、直觀、能夠從研制的中間環節進行控制等優點，經與其它檢測設備的對比測試，表明該裝置是可靠的。

附圖說明

圖1是本實用新型所提供的面形檢驗裝置的結構示意圖（其中，圖1a是本實用新型所提供的面形檢驗裝置的正視結構示意圖；圖1b是圖1a的A-A向剖視圖）；

圖2是基于本實用新型所提供的裝置對激光束進行會聚時的示意圖；

圖3是基于本實用新型所提供的裝置對橢球鏡進行檢測時的示意圖；

圖4是基于本實用新型所提供的裝置對拋物鏡進行檢測時的示意圖；

其中：