一种大口径光学元件的微挠性结构宏微结合精调装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种大口径光学元件的微挠性结构宏微结合精调装置，该装置包括基板、光学元件、盖板、盖板螺钉和微挠性精调模块；光学元件通过其自身的正面与基板内的三个支撑面接触安装，盖板通过盖板螺钉将光学元件固定在底框内部，微挠性精调模块安装在盖板上，微挠性精调模块采用宏动调节和微动调节相结合的方式来进行光学元件面型的调节，采用弹簧作为宏动调节的主要零件实现对光学元件面型的初步调节，采用微挠性结构件作为微动调节的主要零件实现对光学元件面型的精确调节。本发明专利技术的微挠性结构件能够将运动输入的调整精度进行放大，使得微挠性结构件的输出调整精度大大提高，宏动调节过程和微动调节过程互不影响，具有较大的工程实用意义。

Macro and micro combined fine tuning device for micro flexible structure of large caliber optical component

Micro fine adjustment device of micro macro flexible structure of the invention discloses a large aperture optical element, the device includes a substrate, an optical element, a cover plate, cover screw and micro flexible fine tuning module; the optical element installation through three contact surface and its positive substrate, through the optical cover cover screw element is fixed on the bottom frame, the flexible micro fine adjustment module is installed on the cover plate, adjust the micro fine adjustment module adopts flexible macro regulation and micro regulation of the combination of optical component surface, using the spring as the main part of macro regulation to achieve preliminary adjustment of optical element surface, using micro flexible structure the main parts as the micro adjustment to achieve accurate adjustment of optical element surface. The invention of the micro structure can amplify the flexible adjustment of precision motion input, the output adjustment precision of micro flexible structure is greatly improved, macro adjustment process and micro adjustment process without mutual influence, has a great practical significance.

【技术实现步骤摘要】
一种大口径光学元件的微挠性结构宏微结合精调装置
本专利技术涉及一种大口径光学元件的微挠性结构宏微结合精调装置，属于机械设计及力学分析

技术介绍
高功率激光光源是能源研究过程中用到的最为重要的工具之一,大口径光学元件则是高功率激光光源中必不可少的基本元件。光学元件的面型质量直接关系到光束质量以至于激光光源能量输出效率的高低。通常来讲，光学元件自身的面型质量可以通过其前期的高精度加工技术来保证。但是，在实际的使用过程中光学元件的面型由于受到自身重力以及安装夹持系统作用力的相互影响，其实际面型往往难以预测以至于严重影响到了激光光源的能量输出效率。然而，光学元件以其具有较高的弹性特性而可以通过面型的精密调整方法来进行精密调节。为此，亟需设计一种大口径光学元件的微挠性结构宏微结合精调装置。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种大口径光学元件的微挠性结构宏微结合精调装置，能够采用简单易行的结构以宏动调节和微动调节相结合的方式，实现对大口径光学元件面型的高分辨率微力调节。一种大口径光学元件的微挠性结构宏微结合精调装置，该装置包括基板、光学元件、盖板、盖板螺钉和微挠性精调模块；所述光学元件通过其自身的正面与基板内的三个支撑面接触安装，所述盖板通过盖板螺钉将光学元件固定在底框内部，所述微挠性精调模块安装在盖板上，微挠性精调模块采用宏动调节和微动调节相结合的方式来进行光学元件面型的调节，采用弹簧作为宏动调节的主要零件实现对光学元件面型的初步调节，采用微挠性结构件作为微动调节的主要零件实现对光学元件面型的精确调节。进一步地，所述基板为一个矩形框体类零件，其各边截面为L字母形状，框体外边界的一侧为基板连接面，在所述的基板连接面上，框体的四个边每边各均匀布置了两个盖板安装孔，在L形截面构成的凹槽上有一个基板受力面，所述基板受力面上呈等边三角形布局了三个承载面，其中一个承载面位于所述基板一边的中点，另外两个承载面均匀布局于所述基板的对边上；所述的光学元件为一个正方形薄片类零件，其中的一个大平面为正面，另一个大平面为反面；所述盖板为一个四格网状零件，其四个边上与所述基板上的盖板安装孔对应的位置分别布局了两个盖板连接孔，所述的盖板上呈3×3的位置关系均匀布置了九个过孔，每个过孔的周围布局了四个精调模块安装孔。进一步地，所述微挠性精调模块包括精调模块箱体、十字弹性件、微力传感器、挠性精调件、微动调节螺钉，微动调节弹簧、微动调节螺母、宏动调节转接块、宏动调节螺钉、宏动调节弹簧和宏动调节螺母；所述精调模块箱体的一个端面有一个过孔，内部表面有一个挠性精调件导向凸台和一个宏动调节转接块导向凸台，一个侧面有一个微动调节螺钉通过孔，另一个端面有一个宏动调节螺钉通过孔；所述十字弹性件为一个圆柱体类零件，其一个端面为光学元件接触面，外圆柱面上沿着正交的方向分别切掉两道口后形成一个挠性十字轴，所述的十字弹性件的另外一个端面有一个微力传感器连接孔；所述微力传感器为一个中间凸起的回转类零件，一侧为一个连接螺柱，另外一侧为安装螺柱；所述挠性精调件是外形为M形的块状结构，其顶端有一个圆形的微力传感器安装孔，块状结构的中间部分有一个方形的挠性精调件导向孔，块状结构的两侧部分以中间部分左右对称，两侧部分与中间部分的相对面之间具有一个自顶端起渐宽的缝隙，两侧部分其中一个底部有一个微动调节螺钉通过孔，另外一个底部有一个微动调节螺钉安装孔，底部的两侧各有一个宏动调节转接块导向凸块；所述宏动调节转接块为一个外形为n字形的块装零件，其内表面两侧分别有一个宏动调节转接块导向凹槽，其端面有一个微动调节螺母安装孔；所述的十字弹性件上的光学元件接触面与光学元件的反面进行接触；所述十字弹性件上的微力传感器连接孔与微力传感器上的连接螺柱固定连接，所述微力传感器上的安装螺柱与挠性精调件上的微力传感器安装孔固定连接，所述的挠性精调件上的挠性精调件导向孔与精调模块箱体上的挠性精调件导向凸台滑动配合；所述挠性精调件上的宏动调节转接块导向凸块与所述宏动调节转接块上的宏动调节转接块导向凹槽为滑动配合；所述的宏动调节转接块与所述的精调模块箱体上的宏动调节转接块导向凸台为滑动配合；所述微动调节螺母与所述的挠性精调件上的微动调节螺钉安装孔固定连接，所述微动调节螺钉穿过挠性精调件上的微动调节螺钉通过孔和所述的微动调节弹簧与所述的微动调节螺母进行螺纹配合；所述的宏动调节螺母与所述的宏动调节转接块上的微动调节螺母安装孔固定连接，所述的宏动调节螺钉穿过所述的宏动调节弹簧与宏动调节螺母螺纹连接。有益效果：1、本专利技术采用宏动调节和微动调节相结合的方式来进行光学元件面型的调节，采用弹簧作为宏动调节的主要零件，实现对光学元件面型的初步调节，采用微挠性结构件作为微动调节的主要零件，实现对光学元件面型的精确调节。这种宏微结合的方式可以减少精密调节的行程，进而提高精密调节过程的精度。2、本专利技术的精密调节过程中所采用的微挠性结构件通过合理的结构设计，可以将其运动输入件精调螺钉的调整精度进行放大，使得微挠性结构件的输出调整精度大大提高。通过合理的连接件设计使得宏动调节过程和微动调节过程互不影响。通过力传感器的引入使得面型调整过程处于实时监控的状态。3、本专利技术的十字弹性件被切掉两道口后形成呈现出十字交叉的的转轴结构，在压紧过程中挠性十字轴可以根据光学元件表面情况自适应转动，使得挠性接触件与光学元件进行完全的法向压紧，接触面为面接触，可以有效的避免压紧装置对光学元件表面造成的应力集中。由于运动执行部件中具有点接触的传动环节，压紧过程的扭矩不会传递到光学元件，只会对光学元件施加正向压力。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为本专利技术的整体结构爆炸图；图3为本专利技术中微挠性精调模块结构爆炸图；图4为本专利技术中微挠性精调模块结构三维图；图5为本专利技术中微挠性精调模块结构的剖面图；图6为本专利技术挠性精调件的结构示意图。其中，1、基板，2、光学元件，3、盖板，4、盖板螺钉，5、微挠性精调模块，6、盖板安装孔，7、基板连接面，8、承载面，9、盖板连接孔，10、精调模块安装孔，11、过孔，12、反面，13、基板受力面，14、正面，15、直角块连接孔，16、精调模块安装螺钉，17、过孔，18、直角块安装孔，19、精调模块盖板安装孔，20、精调模块箱体，21、挠性精调件导向凸台，22、微动调节螺钉通过孔，23、宏动调节转接块导向凸台，24、宏动调节螺钉通过孔，25、微动调节螺钉，26、微动调节弹簧，27、微动调节螺钉通过孔，28、宏动调节转接块导向凹槽，29、微动调节螺钉安装孔，30、微动调节螺母安装孔，31、宏动调节螺母，32、宏动调节弹簧，33、宏动调节螺钉，34、宏动调节转接块，35、精调模块盖板连接孔，36、精调模块盖板安装螺钉，37、精调模块盖板，38、直角块安装螺钉，39、直角块安装面，40、宏动调节转接块导向凸块，41、微动调节螺母，42、挠性精调件导向孔，43、挠性精调件，44、微力传感器安装孔，45、安装螺柱，46、微力传感器，47、连接螺柱，48、微力传感器连接孔，49、十字弹性件，50、挠性十字轴，51、光学元件接触面，52、精调模块连接孔，53、直角块。具体实施方式下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大口径光学元件的微挠性结构宏微结合精调装置，其特征在于，该装置包括基板、光学元件、盖板、盖板螺钉和微挠性精调模块；所述光学元件通过其自身的正面与基板内的三个支撑面接触安装，所述盖板通过盖板螺钉将光学元件固定在底框内部，所述微挠性精调模块安装在盖板上，微挠性精调模块采用宏动调节和微动调节相结合的方式来进行光学元件面型的调节，采用弹簧作为宏动调节的主要零件实现对光学元件面型的初步调节，采用微挠性结构件作为微动调节的主要零件实现对光学元件面型的精确调节。

【技术特征摘要】
1.一种大口径光学元件的微挠性结构宏微结合精调装置，其特征在于，该装置包括基板、光学元件、盖板、盖板螺钉和微挠性精调模块；所述光学元件通过其自身的正面与基板内的三个支撑面接触安装，所述盖板通过盖板螺钉将光学元件固定在底框内部，所述微挠性精调模块安装在盖板上，微挠性精调模块采用宏动调节和微动调节相结合的方式来进行光学元件面型的调节，采用弹簧作为宏动调节的主要零件实现对光学元件面型的初步调节，采用微挠性结构件作为微动调节的主要零件实现对光学元件面型的精确调节。2.如权利要求1所述的大口径光学元件的微挠性结构宏微结合精调装置，其特征在于，所述基板为一个矩形框体类零件，其各边截面为L字母形状，框体外边界的一侧为基板连接面，在所述的基板连接面上，框体的四个边每边各均匀布置了两个盖板安装孔，在L形截面构成的凹槽上有一个基板受力面，所述基板受力面上呈等边三角形布局了三个承载面，其中一个承载面位于所述基板一边的中点，另外两个承载面均匀布局于所述基板的对边上；所述的光学元件为一个正方形薄片类零件，其中的一个大平面为正面，另一个大平面为反面；所述盖板为一个四格网状零件，其四个边上与所述基板上的盖板安装孔对应的位置分别布局了两个盖板连接孔，所述的盖板上呈3×3的位置关系均匀布置了九个过孔，每个过孔的周围布局了四个精调模块安装孔。3.如权利要求1或2所述的大口径光学元件的微挠性结构宏微结合精调装置，其特征在于，所述微挠性精调模块包括精调模块箱体、十字弹性件、微力传感器、挠性精调件、微动调节螺钉，微动调节弹簧、微动调节螺母、宏动调节转接块、宏动调节螺钉、宏动调节弹簧和宏动调节螺母；所述精调模块箱体的一个端面有一个过孔，内部表面有一个挠性精调件导向凸台和一个宏动调节转接块导向凸台，一个侧面有一个微动调节螺钉通过孔，另一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦廷海，全旭松，刘长春，陈海平，罗欢，叶海仙，熊召，
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