[發明專利]一種預加工的高功率激光反射鏡

在審

• 申請號: 201711370298.5
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN107831583A
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 聶山鈞;楊云龍
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G02B7/18
• 分類號: G02B7/18;G02B7/185
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于強激光領域，具體涉及一種預加工的高功率激光反射鏡。

背景技術

激光因其單色性好、亮度高、束散角小等優點，廣泛應用于傳輸通訊、加工制造業、航空航天和新型能源等成功領域中。在高功率激光的應用中，為實現將強激光的能量作用于目標上，激光往往需要經過數次反射、折射及投射。在反射過程中，受反射鏡反射率的限制，鏡體在反射過程中會吸收一定的熱量而導致鏡體溫度的分布不均勻，從而導致鏡體發生不規則的熱變形，引起光束發生波前畸變，致使光束在傳輸過程中質量變差。因此，反射鏡優良的抗畸變性能是保證高光束質量的重要前提之一。

傳統的強激光反射鏡普遍采用水冷、相變制冷、熱電制冷等方式對鏡體進行冷卻，這些措施均可將鏡體吸收的熱量散走或儲存，但在鏡體中仍然不可避免的存在溫度不均勻的現象，從而不能完全消除鏡體的熱變形。

發明內容

本發明要解決技術問題為：克服現有技術普遍通過散熱將熱量帶走僅能降低鏡面熱畸變而不能徹底消除的缺點，提出一種預加工的高功率激光反射鏡。

本發明的技術方案如下：一種預加工的高功率激光反射鏡，包括預加工的反射鏡、環形支撐架、散熱器。根據計算或實驗得出的鏡面熱變形，對反射鏡進行預加工處理，然后鍍膜；將預加工處理后的反射鏡安裝到環形支撐架上；將散熱器與反射鏡貼合后固定于環形支撐架上。通過散熱器將鏡體吸收的熱量帶走，而反射鏡的熱變形則可對反射鏡的預處理進行補償，從而使反射面恢復至理想面型。

散熱器可采用水冷、風冷或自然對流的方式，在散熱功率不高于幾十瓦的時候，可采用風冷或自然對流的散熱方式；對于更高的散熱功率，則采用水冷的散熱方式。

本發明主要針對連續作用的激光，對于脈沖激光效果會變差；同時，本發明針對某一特定的激光能量分布具有理想的效果，若激光能量分布發生變化，會對鏡面的復原有一定的甚至很大的影響，該影響視能量分布而定。

本發明與現有技術相比的有益效果是：本發明提出的一種預加工的高功率激光反射鏡，采用常規的散熱方式將鏡體吸收的熱量帶走，但對鏡面進行了預加工處理，通過激光輻照后的熱變形補償能恢復到理想面型，從而保證激光光束在反射過程中的質量。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖；

圖2為本發明中反射鏡結構示意圖；

圖3為環形支撐架結構示意圖；

圖中附圖標記含義為：1為預加工反射鏡，2為環形支撐架，3為散熱器，101為鏡面正常形狀，102為反射面削去與熱變形分布相同的厚度，103為鏡面在激光輻照下熱變形。

具體實施方式

下面結合附圖以及具體實施方式進一步說明本發明。

如圖1～3所示，本發明一種預加工的高功率激光反射鏡，由預加工反射鏡1、環形支撐架2、散熱器3組成。

首先計算或通過實驗得出鏡面在激光輻照下熱變形(見圖2中103)。

對反射鏡進行預加工處理，反射面削去與熱變形分布相同的厚度(見圖2中102)，通過超精密加工，預加工后的反射面粗糙度可達到30nm～5nm，對于波長>300nm的激光束，其預加工面型與理想面型偏差小于1/10λ，可保證激光傳輸過程中的光束質量，

對預加工的反射鏡進行鍍膜。

將預加工處理后的反射鏡安裝到環形支架上；將散熱器貼合于反射鏡的后面并固定于環形支撐架上。散熱器3可維持預加工反射鏡1維持一恒定的溫升；由于熱變形量約為幾分之一到幾微米，相對于反射鏡厚度(幾個mm到厘米)可忽略不計，因此，預加工后的反射鏡其熱變形可看作與理想面型反射鏡的熱變形一致，因此，預加工反射鏡的熱變形可對預加工處理進行補償，從而使鏡面恢復到正常形狀，見圖2中101，保證光束的傳輸質量。

本發明未詳細闡述部分屬于本領域公知技術。