[發明專利]一種用于高精度標準鏡的無應力裝夾柔性裝置

在審

• 申請號: 201710827640.3
• 申請日: 2017-09-14
• 公開（公告）號: CN107621678A
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 丁蛟騰;許亮;馬臻;羅瑤;鳳良杰;龐志海
• 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: G02B7/00
• 分類號: G02B7/00
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司61211
• 代理人: 汪海艷

技術領域

本發明涉及一種無應力裝夾柔性裝置設計，尤其涉及一種用于支撐高精度標準鏡的無應力裝夾柔性裝置設計。

背景技術

隨著光學儀器精度的提高，對光學元件面形檢測的要求越來越高。而干涉儀是目前用于光學元件面形檢測的主要技術手段，利用參考面和待測面之間的干涉條紋測量待測面的面形，其測量精度主要取決于參考面的精度。因此，干涉儀標準鏡頭的質量成為制約光學元件檢測精度的一個重要因素。用于高精度檢測的標準面的面形精度通常要達到納米級別，其不僅取決于標準鏡本身的加工質量，而且與標準鏡的裝夾方式和環境溫度的變化有密切的關系。不同的裝夾方式和溫度變化將會導致標準鏡面形的變化。

目前常用的標準鏡夾持方式為鏡框加壓圈，同時采用輔助膠粘固定，其結構簡單，但也有許多不足，主要體現在：

(1)環境溫度變化時，由于材料間的熱膨脹系數不匹配產生熱應力，會引起標準鏡面的面形變化；

(2)壓圈壓緊時會對鏡面產生機械應力，從而引起鏡面面形變化；

(3)膠粘固定會產生粘接應力，同時膠點會長時間的蠕變引起應力松弛釋放，不能夠保證鏡面的長期穩定性。

因此設計出一個高熱穩定性以及無裝夾應力的結構裝置用于標準鏡支撐具有很好的應用前景。

發明內容

本發明的目的是提出一種無應力裝夾的柔性結構設計，用于標準鏡的支撐，其解決了現有結構對標準鏡的熱應力、裝夾應力和膠粘應力的影響等技術問題。

本發明的技術解決方案是提供一種用于高精度標準鏡的無應力裝夾柔性裝置，其特殊之處在于：包括柔性框、壓圈和標準鏡鏡框，上述柔性框設置有多條半徑相同的圓弧形狹縫，上述狹縫將柔性框分為內圈和外圈，上述內圈和外圈通過撓性構件相連；

上述柔性框內圈側面設置有多個注膠孔；標準鏡通過注膠孔中的膠粘劑與柔性框內圈固定；

上述標準鏡鏡框為底部開有圓孔的桶狀部件，上述圓孔半徑小于標準鏡的半徑，上述柔性框套裝在標準鏡鏡框內，上述標準鏡鏡框的底部與柔性框外圈的一個端面的靠面部分具有凸臺，上述壓圈設置在柔性框外圈的另一個端面，壓圈與柔性框外圈的靠面部分具有凸臺；凸臺設計，防止鏡框及壓圈與標準鏡接觸引起鏡面的面形變化。

為了整個標準鏡結構裝置與干涉儀連接，上述標準鏡鏡框上設置有與干涉儀連接的標準接口。

優選地，為了便于膠粘后標準鏡的光學加工，上述標準鏡的厚度大于柔性框的厚度；

綜合考慮材料的熱匹配、機械性能、對工作環境的適應性、加工工藝性、重量等，優選地，上述標準鏡的材料為融石英；上述柔性框的材料為殷鋼；上述標準鏡框的材料為鋁合金。

優選地，上述標準鏡的厚度為15mm，上述柔性框的厚度為14.5mm。

優選地，上述標準鏡的每個鏡面都比柔性框面高0.25mm。

優選地，上述狹縫為6個；所述注膠孔為6個。

優選地，通過線切割加工狹縫。

本發明的有益效果是：

1、設計的柔性框一方面可以用于隔振，另一方面可以解決很大一部分標準鏡裝配應力，更重要的是當溫度變化時，標準鏡與其支撐結構之間的熱特性不匹配可以通過撓性結構的變形給予補償，從而減小溫度變化對面形影響；

2、壓圈直接壓在柔性框的外圈，不與標準鏡接觸，避免壓圈壓緊時對鏡面產生機械應力，從而保證鏡面無裝夾應力；

3、柔性框與標準鏡膠粘后粘接應力引起的面形變化，利用兩者的厚度差通過光學加工的方法來修正，從而解決了標準鏡的膠粘影響；

4、設計了與干涉儀連接的標準接口，保證了此標準鏡頭的通用性。

附圖說明

圖1是本發明的無應力裝夾柔性結構裝置示意圖；

圖2是本發明的柔性框示意圖；

圖中附圖標記為：1-標準鏡；2-標準鏡鏡框，21-圓孔，3-柔性框，31-狹縫，32-內圈，33-外圈，34-撓性構件，35-注膠孔，4-壓圈。

具體實施方式

以下結合附圖所本發明做進一步的描述。

如圖1所示，本發明包括標準鏡鏡框2，柔性框3，壓圈4。標準鏡1固定在柔性框3內，柔性框3套裝在標準鏡框2內，壓圈4壓緊柔性框3。

從圖2可以看出，本發明柔性框設置有多條半徑相同的圓弧形狹縫31，上述狹縫將柔性框分為內圈32和外圈33，內圈和外圈通過撓性構件34相連。

具體的研制過程如下：

首先進行標準鏡1裸鏡的光學加工，要求面形達到1/50λ；