[實用新型]一種大口徑光學元件的多力與力矩耦合面型精調系統

有效

• 申請號: 201720575983.0
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN207181784U
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 秦廷海;徐旭;裴國慶;嚴寒;全旭松;葉朗;魏春蓉;李奇
• 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: 北京理工大學專利中心11120
• 代理人: 仇蕾安,郭德忠

技術領域

本實用新型涉及一種大口徑光學元件的多力與力矩耦合面型精調系統，屬于機械設計及力學分析技術領域。

背景技術

大口徑光學元件是伴隨著人類社會對激光能量的要求日益增加而逐漸形成的一類較為特殊的光學元件。一般來講，大口徑光學元件與同等級別的常規光學元件并沒有本質上的區別。它們之間最大的不同就在于，大口徑光學元件在尺寸上的增加導致了光學元件自身重力對其面型產生了更加顯著的影響，其需要的用于抑制該面型變化的裝校外力也明顯增加。在這樣的困難條件下，為了保證大口徑光學元件在線的全通光口徑使用條件，還不能對大口徑光學元件的中間部分進行夾持，因而只能通過其四周的夾持來對其面型進行調整。通過理論分析發現，僅通過正壓力來進行周向夾持很難達到理想的面型。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型提供了一種大口徑光學元件的多力與力矩耦合面型精調系統，采用簡單易行的結構以多力和力矩相耦合的方式作為光學元件的支撐點，實現對大口徑光學元件面型的精密調節。

一種大口徑光學元件的多力與力矩耦合面型精調系統，該系統包括支撐座、光學元件、基準板、八個力與力矩調整模塊以及八個基準板安裝螺釘；

所述支撐座為一個方形框體類零件，其中有一個基準板安裝面和一個支撐座凹槽面，所述基準板安裝面上有八個基準板安裝孔，所述支撐座凹槽面上有八個精密支撐平面；所述光學元件為一個平板類透射元件，其具有一個入射面和一個出射面；所述基準板為一個方形平板結構，其一面為力與力矩調整模塊安裝面，所述力與力矩調整模塊安裝面上有八個基準板連接孔和八個力與力矩調整模塊安裝凹槽，所述每一個力與力矩調整模塊安裝凹槽上有兩個力與力矩調整模塊安裝臺階和兩個力與力矩調整模塊安裝孔；力與力矩調整模塊上有兩個壓緊單元，其中一個壓緊單元與支撐光學元件的精密支撐平面的位置相對應，用于對光學元件施加正應力，另外一個壓緊單元相對支撐光學元件的精密支撐平面向光學元件的外側移動一段距離，用于對光學元件施加力矩。

進一步地，所述力與力矩調整模塊包括一個力與力矩調整模塊基體座，兩個雙自由度自適應件，兩個力與力矩調整模塊安裝螺釘，兩個板塊式力傳感器，兩個彈簧，兩個彈簧定位片，兩個輸入螺釘，一個T形導塊，兩個輸入螺母，兩個T形導塊安裝螺釘；所述力與力矩調整模塊基體座為一個T字外形的中空塊狀零件，其上有兩個基體座腳面和一個基體座連接面，所述每一個基體座腳面上有一個力與力矩調整模塊連接孔，所述基體座連接面所在的平面上有兩個T形導塊安裝孔，四個走線孔，兩個板塊式力傳感器導向方孔，所述每個板塊式力傳感器導向方孔上有兩個板塊式力傳感器限位臺階。所述每個雙自由度自適應件上有一個自適應件安裝螺紋面和一個交叉筋用于實現雙自由度自適應調節的功能；所述板塊式力傳感器上有一個彈簧定位孔；所述彈簧定位片上有一個彈簧定位凸臺；所述輸入螺釘上有一個圓弧接觸面；所述T形導塊上有兩個T形導塊腳面兩個T形導塊通孔，所述每一個T形導塊腳面上有一個T形導塊連接孔。所述輸入螺母有一個輸入螺母外圓面和一個輸入螺母內圓面；

所述板塊式力傳感器為一個外形為“互”字形的塊體零件，其上有一個電路集成線用于連接傳感器所需要的電源線以及其輸出的信號線，有四個應變單元用于將傳感器感知到的形貌變化轉化為傳感器的電信號變化，有一個矩形鏤空用于搭建傳感器的彈性變形結構、提供傳感器測量電路走線空間以及創造傳感器電線的密封邊界，有一個雙自由度自適應件安裝孔，有一個上橫梁用于將傳感器與其固定裝置連接，有一個下橫梁用于將傳感器與待測結構連接，有一個左豎梁用于傳遞所述上橫梁上的作用力，有一個右豎梁用于傳遞所述下橫梁上的作用力，有一個上變形梁和一個下變形梁均用于為所述應變單元提供微小變形；