用于制备熔石英光学元件表面损伤的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及激光修复领域。本发明专利技术提供了一种用于制备熔石英光学元件表面损伤的装置及方法，用于人为制备出熔石英光学元件的表面损伤，以供研究其修复过程，其技术方案可概括为：用于制备熔石英光学元件表面损伤的装置，其特征在于，包括光学平台、二维平移台、金刚石压针、配重装置、显微镜、支撑装置及控制终端，所述二维平移台及支撑装置分别与控制终端连接，受控制终端控制，显微镜与控制终端连接。本发明专利技术的有益效果是：简单方便，适用于人为制备出熔石英光学元件的表面损伤。

【技术实现步骤摘要】
用于制备熔石英光学元件表面损伤的装置及方法
本专利技术涉及激光修复技术，特别涉及用于制备熔石英光学元件表面损伤的技术。
技术介绍
高功率固体激光装置的建造需要数量巨大、种类繁多的光学元件，以NIF为例，全装置共包含7460块大口径光学元件(0.5～1.0m)，使其不仅成为世界最大的激光器，也是迄今为止最大的光学系统。由于熔石英元件表面在制造、装校和后续使用过程中都不可避免的含有各种类型的缺陷，例如划痕、亚表面裂纹和污染物等，因此在高通量紫外激光作用下，熔石英元件的表面势必会产生损伤，而且损伤尺寸会随激光发射次数的增加快速增长，严重影响到光学元件的稳定性和使用寿命。由熔石英元件的口径大、用量大、价格昂贵，如何抑制损伤在后续激光发射次数下的快速增长，是这类高功率固体激光装置降低造价和实现长期稳定运行首先要解决的问题之一。激光修复技术则是利用激光对熔石英元件的损伤区域进行处理，实现有效抑制损伤快速增长的目的。而高功率固体激光装置中的熔石英元件不能轻易下架(从固定装置上取出)，所以如何人为制备出与之一致的损伤以及研究其修复过程则成为当务之急，目前，有一种采用激光辐照制备损伤的方法，但其所制备出的损伤多为光学元件的体损伤，并非为表面损伤，而高功率固体激光装置下架光学元件的损伤又多为表面损伤，可见，其并不对应。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种用于制备熔石英光学元件表面损伤的装置及方法，用于人为制备出熔石英光学元件的表面损伤，以供研究其修复过程。本专利技术解决其技术问题，采用的技术方案是，用于制备熔石英光学元件表面损伤的装置，其特征在于，包括光学平台、二维平移台、金刚石压针、配重装置、显微镜、支撑装置及控制终端，所述二维平移台及支撑装置分别与控制终端连接，受控制终端控制，显微镜与控制终端连接；所述二维平移台置于光学平台上，能够在光学平台的上表面平面方向进行平移，用于放置熔石英光学元件样品；所述支撑装置包括支撑臂及固定端，所述支撑臂上具有固定孔，支撑臂与固定端滑动连接；所述金刚石压针包括针头及针尾，针头与针尾之间具有一个突出部，所述针头穿过支撑臂上的固定孔后对应于光学平台的上表面，固定孔在水平方向上的投影小于突出部在垂直于金刚石压针的平面上的投影，从而使金刚石压针的针头穿过固定孔后通过突出部放置在支撑臂上，被支撑臂所支撑，所述金刚石压针与配重装置固定连接；所述显微镜固定在支撑臂上，其镜头对应于光学平台的上表面，显微镜接收控制终端的控制拍摄照片并上传给控制终端；所述支撑臂在固定端上滑动时，能够使置于支撑臂上的针头及显微镜靠近或远离光学平台的上表面；所述控制终端用于控制支撑臂在固定端上滑动时的方向及距离，以及控制二维平移台在光学平台的上表面平面方向进行的平移，还用于控制显微镜拍摄照片，接收并显示显微镜上传的照片，且对所拍摄照片进行测量和/或分析。具体的，所述配重装置为砝码盘与砝码，所述砝码盘固定在针尾，砝码放置在砝码盘上。进一步的，所述配重装置为砝码盘与砝码，所述砝码盘固定在针尾与突出部之间，砝码放置在砝码盘上。具体的，所述突出部为锥台型，其截面面积较小的一边靠近针头，所述固定孔的形状与突出部相适应。再进一步的，所述固定端固定于光学平台上，支撑臂平行于光学平台上表面，能够在固定端上沿光学平台上表面垂直的方向进行升降滑动。具体的，所述显微镜为光学显微镜。再进一步的，所述控制终端为计算机。用于制备熔石英光学元件表面损伤的方法，采用上述熔石英光学元件表面损伤的装置，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、根据实际需求选择配重装置的配重重量，并将熔石英光学元件样品置于二维平移台上；步骤2、通过控制终端调节二维平移台，将熔石英光学元件样品移动至与金刚石压针的针头对应的位置；步骤3、通过控制终端控制支撑臂下降，令金刚石压针的针头下降至熔石英光学元件样品上表面，并保持一定时间，制备出熔石英光学元件样品的表面损伤；步骤4、通过控制终端控制支撑臂上升，令金刚石压针的针头悬空；步骤5、通过控制终端调节二维平台，将熔石英光学元件样品移动至与显微镜的镜头对应的位置；步骤6、通过控制终端控制支撑臂上升或下降，使得显微镜在熔石英光学元件样品表面进行聚焦；步骤7、通过显微镜对所制备出的熔石英光学元件样品的表面损伤进行观察，或通过控制终端控制显微镜拍摄所述表面损伤的照片，并上传给控制终端进行显示，同时进行测量和/或分析。具体的，步骤3中，所述一定时间为15秒。本专利技术的有益效果是，通过上述用于制备熔石英光学元件表面损伤的装置及方法，可以根据研究人员的需要人工制作出所需要的熔石英光学元件的表面损伤，简单方便，能够大幅度提高制备熔石英光学元件表面损伤的效率。附图说明图1为本专利技术实施例中用于制备熔石英光学元件表面损伤的装置的剖面示意图；其中，1为光学平台，2为二维平移台，3为金刚石压针，4为砝码，5为砝码盘，6为显微镜，7为支撑装置，8为控制终端，9为熔石英光学元件样品。具体实施方式下面结合实施例及附图，详细描述本专利技术的技术方案。本专利技术所述的用于制备熔石英光学元件表面损伤的装置，其包括光学平台1、二维平移台2、金刚石压针3、配重装置、显微镜6、支撑装置7及控制终端8，二维平移台2及支撑装置7分别与控制终端8连接，受控制终端8控制，显微镜6与控制终端连接；二维平移台2置于光学平台1上，能够在光学平台1的上表面平面方向进行平移，用于放置熔石英光学元件样品9；支撑装置7包括支撑臂及固定端，支撑臂上具有固定孔，支撑臂与固定端滑动连接；金刚石压针3包括针头及针尾，针头与针尾之间具有一个突出部，针头穿过支撑臂上的固定孔后对应于光学平台1的上表面，固定孔在水平方向上的投影小于突出部在垂直于金刚石压针3的平面上的投影，从而使金刚石压针3的针头穿过固定孔后通过突出部放置在支撑臂上，被支撑臂所支撑，金刚石压针3与配重装置固定连接；显微镜6固定在支撑臂上，其镜头对应于光学平台1的上表面，显微镜6接收控制终端8的控制拍摄照片并上传给控制终端8；支撑臂在固定端上滑动时，能够使置于支撑臂上的针头及显微镜靠近或远离光学平台1的上表面；控制终端8用于控制支撑臂在固定端上滑动时的方向及距离，以及控制二维平移台2在光学平台1的上表面平面方向进行的平移，还用于控制显微镜6拍摄照片，接收并显示显微镜6上传的照片，且对所拍摄照片进行测量和/或分析。实施例本专利技术实施例中的用于制备熔石英光学元件表面损伤的装置，其剖面示意图参见图1，其包括光学平台1、二维平移台2、金刚石压针3、配重装置、显微镜6、支撑装置7及控制终端8。二维平移台2及支撑装置7分别与控制终端8连接，受控制终端8控制，显微镜6与控制终端连接。二维平移台2置于光学平台1上，能够在光学平台1的上表面平面方向进行平移，用于放置熔石英光学元件样品9。支撑装置7包括支撑臂及固定端，支撑臂上具有固定孔，支撑臂与固定端滑动连接。金刚石压针3包括针头及针尾，针头与针尾之间具有一个突出部，针头穿过支撑臂上的固定孔后对应于光学平台1的上表面，固定孔在水平方向上的投影小于突出部在垂直于金刚石压针3的平面上的投影，从而使金刚石压针3的针头穿过固定孔后通过突出部放置在支撑臂上，被支撑臂所支撑，金刚石压针3与配重装置固定连接。这里，金刚石压针的针头的形状可以为任意本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制备熔石英光学元件表面损伤的装置，其特征在于，包括光学平台、二维平移台、金刚石压针、配重装置、显微镜、支撑装置及控制终端，所述二维平移台及支撑装置分别与控制终端连接，受控制终端控制，显微镜与控制终端连接；所述二维平移台置于光学平台上，能够在光学平台的上表面平面方向进行平移，用于放置熔石英光学元件样品；所述支撑装置包括支撑臂及固定端，所述支撑臂上具有固定孔，支撑臂与固定端滑动连接；所述金刚石压针包括针头及针尾，针头与针尾之间具有一个突出部，所述针头穿过支撑臂上的固定孔后对应于光学平台的上表面，固定孔在水平方向上的投影小于突出部在垂直于金刚石压针的平面上的投影，从而使金刚石压针的针头穿过固定孔后通过突出部放置在支撑臂上，被支撑臂所支撑，所述金刚石压针与配重装置固定连接；所述显微镜固定在支撑臂上，其镜头对应于光学平台的上表面，显微镜接收控制终端的控制拍摄照片并上传给控制终端；所述支撑臂在固定端上滑动时，能够使置于支撑臂上的针头及显微镜靠近或远离光学平台的上表面；所述控制终端用于控制支撑臂在固定端上滑动时的方向及距离，以及控制二维平移台在光学平台的上表面平面方向进行的平移，还用于控制显微镜拍摄照片，接收并显示显微镜上传的照片，且对所拍摄照片进行测量和/或分析。...

【技术特征摘要】
1.用于制备熔石英光学元件表面损伤的装置，其特征在于，包括光学平台、二维平移台、金刚石压针、配重装置、显微镜、支撑装置及控制终端，所述二维平移台及支撑装置分别与控制终端连接，受控制终端控制，显微镜与控制终端连接；所述二维平移台置于光学平台上，能够在光学平台的上表面平面方向进行平移，用于放置熔石英光学元件样品；所述支撑装置包括支撑臂及固定端，所述支撑臂上具有固定孔，支撑臂与固定端滑动连接；所述金刚石压针包括针头及针尾，针头与针尾之间具有一个突出部，所述针头穿过支撑臂上的固定孔后对应于光学平台的上表面，固定孔在水平方向上的投影小于突出部在垂直于金刚石压针的平面上的投影，从而使金刚石压针的针头穿过固定孔后通过突出部放置在支撑臂上，被支撑臂所支撑，所述金刚石压针与配重装置固定连接；所述显微镜固定在支撑臂上，其镜头对应于光学平台的上表面，显微镜接收控制终端的控制拍摄照片并上传给控制终端；所述支撑臂在固定端上滑动时，能够使置于支撑臂上的针头及显微镜靠近或远离光学平台的上表面；所述控制终端用于控制支撑臂在固定端上滑动时的方向及距离，以及控制二维平移台在光学平台的上表面平面方向进行的平移，还用于控制显微镜拍摄照片，接收并显示显微镜上传的照片，且对所拍摄照片进行测量和/或分析。2.如权利要求1所述的用于制备熔石英光学元件表面损伤的装置，其特征在于，所述配重装置为砝码盘与砝码，所述砝码盘固定在针尾，砝码放置在砝码盘上。3.如权利要求1所述的用于制备熔石英光学元件表面损伤的装置，其特征在于，所述配重装置为砝码盘与砝码，所述砝码盘固定在针尾与突出部之间，砝码放置在砝码盘上。4.如权利要求1所述的用于制备熔石英光学元件表面损伤的...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋一岚，王海军，栾晓雨，廖威，张丽娟，白阳，蒋晓龙，张传超，陈静，范乃吉，袁晓东，周海，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：发明
国别省市：四川,51