[實用新型]大口徑KDP晶體夾持機構

有效

• 申請號: 201720069751.8
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN206515534U
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 獨偉鋒;葉朗;徐旭;嚴寒;魏春蓉;林春剛;李珂
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院激光聚變研究中心
• 主分類號: G02B7/00
• 分類號: G02B7/00
• 代理公司: 重慶為信知識產權代理事務所(普通合伙)50216
• 代理人: 龍玉洪

技術領域

本實用新型屬于光學元件夾持技術領域，具體涉及一種大口徑KDP晶體夾持機構。

背景技術

有別于一般以SiO₂(二氧化硅)為主要成分的光學元件，KDP晶體的主要成分是KH₂PO₄(磷酸二氫鉀)，其表現出的主要物理特性為：1)環境溫度驟冷或驟熱小于等于2℃時，易發生碎裂；2)硬度約為以SiO₂為主要成分的熔石英玻璃的1/8；3)材質非常脆，當邊角觸碰到金屬等堅硬材料時，很小的沖擊力都會使晶體材料崩邊或崩角，對應力變化尤其敏感。以上特性使該類光學元件的夾持技術一直是困擾技術人員的一大難題。

現有的大口徑KDP晶體的夾持方式是先將KDP晶體平放在框體內，與框體基準面貼合，晶體元件另一面用一組壓片壓住。由于機械加工元件框體和晶體元件時，加工誤差難以避免，無法保證元件和框體的面接觸，而實際上變為元件與框體上某三點的點接觸，當壓片與元件的接觸點和元件與框體的接觸點不同軸時，壓片會給元件引入一個外力矩，造成晶體的額外形變甚至使晶體與框體原先的接觸點脫離接觸。再者，從諸多壓片中選擇引起的附加面形在允許范圍內的3個進行三點壓緊也十分困難。

綜上所述，現有的大口徑KDP晶體夾持方式主要存在以下缺點：

1)框體結構對元件的保護較差，放入光學元件組件時，容易造成元件崩邊或表面損傷情況的發生；

2)基準面的平面度要求極高，相應產生的加工成本費用高；

3)找到合適的三個夾持點耗時較長，導致工作效率低下。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型提供一種對光學元件保護性好，能夠提高晶體夾持工作效率，成本較低的大口徑KDP晶體夾持機構。

其技術方案如下：

一種大口徑KDP晶體夾持機構，包括正對設置的底框和壓框，所述底框和壓框均為矩形框體結構，該底框和壓框之間形成容納所述大口徑KDP晶體的容置空間，所述底框的三個相鄰棱邊上各設有一個夾持銅頭，三個所述夾持銅頭呈等腰分布，該夾持銅頭包括位于所述容置空間內的夾持圓臺和支撐該夾持圓臺的支撐桿，所述支撐桿上套設有壓簧并嵌入底框上對應的安裝孔中；

所述壓框上在對應各夾持銅頭位置設有壓緊銅頭，所述壓緊銅頭包括壓緊圓臺和支撐該壓緊圓臺的調整螺桿，所述壓緊圓臺與夾持圓臺正對，調整螺桿與壓緊圓臺之間通過連接塊連接，該連接塊通過軸承與壓緊圓臺可轉動地連接，所述連接塊與調整螺桿之間為萬向鉸接結構。

以上結構，采用點對點的夾持方式，不會產生類似現有夾持方式的外力矩，從而避免了因此產生的額外面形變化。夾持銅頭中的壓簧以及壓緊銅頭的萬向鉸接設計，使該夾持銅頭和壓緊銅頭具有一定的自找平功能，能夠在銅頭與晶體接觸時，盡可能的增大接觸面積，減小接觸區域的壓強，避免對晶體造成損壞。同時由于壓簧的存在，可以對晶體在框內的空間位置進行一定程度的調整。壓緊銅頭上軸承裝置的作用是當調整螺桿上緊時，避免壓緊圓臺和晶體元件表面貼合處發生旋轉，改為由軸承處旋轉，以此避免晶體元件表面損傷，進而避免元件面形出現較大畸變。

為確保晶體元件在豎直狀態時的可靠支撐，底框遠離三個夾持銅頭一側的棱邊上對稱設有兩個頂緊螺釘，該頂緊螺釘一端伸入所述容置空間內，并設有聚四氟乙烯保護頭，另一端穿出所述底框棱邊外壁。在頂緊螺釘與晶體元件接觸的端部設置聚四氟乙烯保護材料，能夠避免元件在豎直放置時的剛性接觸導致元件底邊產生崩邊等損傷。

作為優選，所述萬向鉸接結構包括調整螺桿端部的球頭和設置在連接塊上的球面凹槽，所述球頭嵌入該球面凹槽中。該結構能夠確保當調整螺桿擰緊后，壓緊圓臺能夠自主找平，使其與晶體表面充分貼合，彌補了調整螺桿與壓框上相應螺孔相互嚙合時出現的徑向誤差。

作為優選，所述軸承為角接觸球軸承，使其能夠承受一定程度的軸向應力。

為保證壓框與底框間的可靠連接，所述壓框通過沿其周向對稱設置的連接螺釘與底框固定。

作為優選，所述夾持圓臺和壓緊圓臺均為紅銅材料，由于紅銅材料具有較大的摩擦系數，能夠在相同正壓力下，使圓臺與晶體元件表面間產生更大的靜摩擦力，確保圓臺對晶體元件的可靠夾持。

有益效果：

采用以上技術方案的大口徑KDP晶體夾持機構，能夠可靠保護KDP晶體元件，避免對晶體元件造成損傷，夾持銅頭和壓緊銅頭均采用了一定的自找平設計，元件夾持時，不需要過于復雜的調試過程，大大提高了工作效率，對底框及壓框的加工精度要求相對較低，有助于降低生產成本。

附圖說明