[實用新型]一種大口徑高功率激光倍頻晶體邊緣自鎖夾持裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721715566.8
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN207586507U
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王輝;張政;李永杰;田門吉雅;劉天野;龍凱;趙兵
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: G02B7/00
• 分類號: G02B7/00
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 段俊濤

一種大口徑高功率激光倍頻晶體邊緣自鎖夾持裝置，該裝置包括激光倍頻晶體、外支撐框、側(cè)向限位螺釘、邊緣可自鎖夾持器、預(yù)緊螺釘和墊塊等組成；其中邊緣可自鎖夾持器在安裝到位后可形成自鎖結(jié)構(gòu)，由夾持器基座、促動轉(zhuǎn)架、連接限位塊、轉(zhuǎn)動支架、轉(zhuǎn)軸、固定螺釘組成；在高潔凈光學(xué)裝配環(huán)境中進行超精密大口徑激光倍頻晶體的裝校操作時，使用一把內(nèi)六角扳手可以快速、無接觸地完成對晶體X\Y\Z三個方向的定位夾緊，并能夠?qū)崿F(xiàn)對夾持力的進一步精密調(diào)校；本實用新型可滿足大口徑高功率激光倍頻晶體精密、潔凈、高效裝配的工程需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于光學(xué)元件精密裝配領(lǐng)域，涉及慣性約束聚變裝置中高功率激光驅(qū)動器中的大口徑光學(xué)元件的精密裝配，特別涉及一種大口徑高功率激光倍頻晶體邊緣自鎖夾持裝置。

背景技術(shù)

慣性約束聚變裝置是一種采用高功率固體激光驅(qū)動器來為氘-氚(DT)靶丸注入能量以激發(fā)可控核聚變反應(yīng)的裝置。作為世界上第二大的慣性約束聚變裝置，我國的神光三裝置用48束高功率激光將60TW(180kJ)的能量在3ns的時間內(nèi)精準(zhǔn)匯集到直徑2cm的靶丸上，激光在攝入靶球之前會被終端光學(xué)組件中的倍頻晶體進行倍頻處理，原因是高頻激光更有利于提高靶丸處的能量吸收效率。倍頻晶體是一種大口徑薄板形的磷酸二氫鉀(KDP)晶體，其作用就是將波長為1053nm的紅外光波轉(zhuǎn)換為波長為351nm的紫外光波，倍頻晶體的諧波轉(zhuǎn)換效率主要取決于晶體的面形誤差、應(yīng)力分布和溫度等因素。

作為一種對應(yīng)力敏感的薄板形透光元件，KDP晶體的夾持就一直是聚變光學(xué)工程中的難題。當(dāng)前采用的夾持工裝具有零部件多、裝配效率低、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差、易接觸污染元件表面、夾持力可控性差且不易調(diào)節(jié)等缺陷，也直接導(dǎo)致了晶體面形畸變嚴(yán)重，內(nèi)部應(yīng)力分布不均、損傷閾值下降等嚴(yán)重問題，繼而使得諧波轉(zhuǎn)換效率較低，影響最終的打靶效果；此外，由于下一代聚變裝置將會設(shè)置成倍增加的激光束，其中晶體的使用數(shù)量也會成倍增加，當(dāng)前的夾持工裝也很難滿足晶體高效裝配需求。因此，現(xiàn)在亟需一種從裝配工藝原理層面出發(fā)設(shè)計的，有利于提高晶體諧波轉(zhuǎn)換效率和晶體組件裝配效率的夾持工藝方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型的目的在于提供一種大口徑高功率激光倍頻晶體邊緣自鎖夾持裝置和方法，以滿足下一代巨型激光聚變裝置對于大口徑倍頻晶體快速、潔凈、精密裝校的技術(shù)需求。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是：

一種大口徑高功率激光倍頻晶體邊緣自鎖夾持裝置，包括：

外支撐框，為回字形框體，內(nèi)側(cè)底面設(shè)有支撐凸臺，用于實現(xiàn)對激光倍頻晶體背面的定位和支撐；相鄰兩側(cè)邊各開有兩個螺紋通孔，用于安裝側(cè)向限位螺釘；頂面四條邊各開有八個螺紋盲孔，四個為一組用于安裝一個邊緣可自鎖夾持器；

側(cè)向限位螺釘，安裝在所述外支撐框相鄰兩側(cè)邊上的螺紋通孔，分別用于實現(xiàn)對所述激光倍頻晶體X方向和Y方向的安裝限位；

邊緣可自鎖夾持器，由夾持器基座、促動轉(zhuǎn)架、連接限位塊、轉(zhuǎn)動支架、轉(zhuǎn)軸和固定螺釘組成，其中

所述夾持器基座，由所述固定螺釘固定在所述外支撐框各邊緣，用于安裝并支撐所述邊緣可自鎖夾持器其余部件；

所述促動轉(zhuǎn)架，為U字形結(jié)構(gòu)，底部通過兩通孔與夾持器基座用所述轉(zhuǎn)軸相連接，中部通過所述轉(zhuǎn)軸與連接限位塊相連接，頂部設(shè)有六邊形盲孔，用于與裝調(diào)工具配合；

所述連接限位塊，底部通過兩通孔與所述轉(zhuǎn)動支架用所述轉(zhuǎn)軸相連接，頂部通過兩通孔與所述促動轉(zhuǎn)架用轉(zhuǎn)軸相連接，中部設(shè)置有限位梁，用于在安裝到位后，限制所述轉(zhuǎn)動支架的反向轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)自鎖；

所述轉(zhuǎn)動支架，尾部通過通孔與夾持器基座用轉(zhuǎn)軸相連接，中部通過通孔與連接限位塊用轉(zhuǎn)軸相連接，頭部留有螺紋孔，用于安裝預(yù)緊螺釘；

預(yù)緊螺釘，安裝在所述轉(zhuǎn)動支架頭部的螺紋孔中，用于實現(xiàn)對預(yù)緊力的調(diào)控；