一种光学元件子口径抛光夹具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种光学元件子口径抛光夹具，涉及精密加工领域。该夹具包括二维调平台、支撑板、多个弧形延拓挡板以及定位挡块。其中，支撑板设置于二维调平台，用于放置光学元件，多个弧形延拓挡板紧挨支撑板的外侧壁设置，且依次首尾连接形成便于光学元件进行抛光作业的容腔；定位挡块设置于二维调平台，且穿过弧形延拓挡板伸向支撑板，用于定位并抵紧对应位置上的支撑板。通过弧形延拓挡块扩展抛光工具加工区域，使抛光工具可移动出元件遍历元件整个表面，从而抑制边缘加工时抛光力的畸变。且通过二维调平台进行元件表面精密调平，减小装夹对刀误差，提升元件表面材料去除准确性。

A polishing fixture for optical elements

【技术实现步骤摘要】
一种光学元件子口径抛光夹具
本技术涉及精密加工领域，具体而言，涉及一种光学元件子口径抛光夹具。
技术介绍
随着现代科学技术的不断发展，各领域对精密光学元件的加工质量和效率要求也越来越高，特别是天文望远镜、极紫外光刻机、强激光装置等先进光学系统所需的大口径光学元件。在这种需求背景下，基于计算机控制光学表面成形(Computercontrolledopticalsurfacing，CCOS)原理的各种子口径抛光技术得到很好的发展，如小工具数控抛光技术、气囊抛光技术、磁流变抛光技术等。在CCOS工艺过程中，抛光工具若不走出元件边缘，元件发生翘边；若走出元件边缘，由于相对压力增大，使边缘区域去除量增加，元件发生塌边，这种现象称为“边缘效应”。边缘效应使元件边缘去除量难以控制，严重制约了CCOS技术的加工精度和效率。另外，球面、非球面元件子口径抛光加工时，抛光工具与元件相对位姿准确性对加工点处去除量有重要影响，因此抛光工具与元件的相对位姿需精确控制以保证元件表面误差精确去除。抛光工具与元件的相对位姿误差主要来源于机床运动误差、程序计算误差和装夹对刀误差三方面。目前，实际工艺过程中，前两方面引入误差较小，而装夹对刀误差较大，其中一重要因素是抛光夹具结构和精度。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种光学元件子口径抛光夹具，该抛光夹具可针对现有技术的缺点，可同时解决工件的边缘效应和装夹误差控制困难的问题。本技术的实施例是这样实现的：一种光学元件子口径抛光夹具，包括：二维调平台，用于进行光学元件的调平作业；支撑板，支撑板设置于二维调平台，且用于放置光学元件；多个弧形延拓挡板，多个弧形延拓挡板紧挨支撑板的外侧壁设置，且多个弧形延拓挡板依次首尾连接形成便于光学元件进行抛光作业的容腔；多个定位挡块，定位挡块设置于二维调平台，且穿过弧形延拓挡板伸向支撑板，用于定位并抵紧对应位置上的支撑板。进一步地，在本技术的较佳实施例中，支撑板的形状与光学元件的形状相匹配，且支撑板的上表面的平面度优于20μm；其中，支撑板为等厚的对称结构或楔形结构。进一步地，在本技术的较佳实施例中，支撑板的侧面开设有多个螺纹孔，弧形延拓挡板通过螺纹孔与支撑板连接；支撑板上还开设有通槽，通槽用于便于支撑板的安装与拆卸。进一步地，在本技术的较佳实施例中，弧形延拓挡板朝向支撑板的一侧开设有多个通孔，多个通孔与多个螺纹孔一一对应设置，且通孔用于使得支撑板与弧形延拓挡板连接时，弧形延拓挡板具有上下调节量。进一步地，在本技术的较佳实施例中，弧形延拓挡板的上表面呈球面，且当光学元件为球面元件时，弧形延拓挡板的上表面球面的球面半径与球面元件的球面半径一致；当光学元件为非球面元件时，弧形延拓挡板的上表面球面的球面半径与非球面元件的最接近球面半径一致。进一步地，在本技术的较佳实施例中，弧形延拓挡板的底部开设有开口，开口与定位挡块对应设置，定位挡块用于穿过开口与支撑板抵接；且弧形延拓挡板的材料为聚四氟乙烯或尼龙。进一步地，在本技术的较佳实施例中，二维调平台上具有沿相互垂直的X方向和Y方向间隔均匀布置的多个安装孔，支撑板通过安装孔与二维调平台连接；且的二维调平台水平X方向和Y方向角度的调节分辨率优于3"，调平后元件在X方向和Y方向的角度误差≤10"。进一步地，在本技术的较佳实施例中，二维调平台靠近其底座的一端包括一个固定支撑点和两个浮动支撑点形成的三点支撑结构，且固定支撑点为球铰连支撑点，浮动支撑点为螺纹连接的微量上下移动支撑点。进一步地，在本技术的较佳实施例中，二维调平台悬空位置采用独立支撑柱支撑，以实现在光学元件调平后二维调平台的悬空位置支撑，从而防止在预设负载下加工时二维调平台悬空位置出现让刀现象；其中，独立支撑柱包括上顶块和下顶块，上顶块和下顶块螺纹连接，上顶块为半球形，且朝向二维调平台设置。进一步地，在本技术的较佳实施例中，光学元件子口径抛光夹具还包括弹性件，弹性件具有至少两根弹簧，弹簧连接在二维调平台的中部与底板之间，且弹簧被用于避免光学元件在调平过程中二维调平台出现间隙。本技术的实施例至少具备以下优点或有益效果：本技术的实施例提供了一种光学元件子口径抛光夹具，其包括二维调平台、支撑板、多个弧形延拓挡板以及与定位挡块。其中，二维调平台用于进行光学元件的调平作业；支撑板设置于二维调平台，用于放置光学元件，多个弧形延拓挡板紧挨支撑板的外侧壁设置，且依次首尾连接形成便于光学元件进行抛光作业的容腔；定位挡块设置于二维调平台，且穿过弧形延拓挡板伸向支撑板，用于定位并抵紧对应位置上的支撑板。通过弧形延拓挡块扩展了抛光工具加工区域，使得抛光工具可移动出元件遍历元件整个表面，从而可有效地抑制边缘加工时抛光力的畸变。并且，通过二维调平台进行元件表面精密调平，减小装夹对刀误差，提升元件表面材料去除准确性。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本技术的实施例提供的光学元件子口径抛光夹具的结构示意图一；图2为本技术的实施例提供的光学元件子口径抛光夹具的结构示意图二；图3为本技术的实施例提供的光学元件子口径抛光夹具的剖面结构示意图一；图4为本技术的实施例提供的光学元件子口径抛光夹具的剖面结构示意图二；图5为本技术的实施例提供的光学元件子口径抛光夹具的局部结构示意图一；图6为本技术的实施例提供的支撑板的结构示意图；图7为本技术的实施例提供的弧形延拓挡板的结构示意图；图8为本技术的实施例提供的定位挡块的结构示意图；图9为本技术的实施例提供的光学元件子口径抛光夹具的局部结构示意图二；图10为本技术的实施例提供的独立支撑柱的结构示意图。图标：100-光学元件子口径抛光夹具；103-二维调平台；105-支撑板；107-容腔；109-弧形延拓挡板；111-定位挡块；113-螺纹孔；115-通槽；117-通孔；119-开口；121-安装孔；123-固定支撑点；125-浮动支撑点；127-独立支撑柱；129-上顶块；131-下顶块；133-弹簧；135-第一挡块；137-第二挡块；139-凹槽；143-光学元件。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学元件子口径抛光夹具，其特征在于，包括：/n二维调平台，用于进行光学元件的调平作业；/n支撑板，所述支撑板设置于所述二维调平台，且用于放置所述光学元件；/n多个弧形延拓挡板，多个所述弧形延拓挡板紧挨所述支撑板的外侧壁设置，且多个所述弧形延拓挡板依次首尾连接形成便于所述光学元件进行抛光作业的容腔；/n定位挡块，所述定位挡块设置于所述二维调平台，且穿过所述弧形延拓挡板伸向所述支撑板，用于定位并抵紧对应位置上的所述支撑板。/n

【技术特征摘要】
1.一种光学元件子口径抛光夹具，其特征在于，包括：
二维调平台，用于进行光学元件的调平作业；
支撑板，所述支撑板设置于所述二维调平台，且用于放置所述光学元件；
多个弧形延拓挡板，多个所述弧形延拓挡板紧挨所述支撑板的外侧壁设置，且多个所述弧形延拓挡板依次首尾连接形成便于所述光学元件进行抛光作业的容腔；
定位挡块，所述定位挡块设置于所述二维调平台，且穿过所述弧形延拓挡板伸向所述支撑板，用于定位并抵紧对应位置上的所述支撑板。


2.根据权利要求1所述的光学元件子口径抛光夹具，其特征在于：
所述支撑板的形状与所述光学元件的形状相匹配，且所述支撑板的上表面的平面度优于20μm；
其中，所述支撑板为等厚的对称结构或楔形结构。


3.根据权利要求2所述的光学元件子口径抛光夹具，其特征在于：
所述支撑板的侧面开设有多个螺纹孔，所述弧形延拓挡板通过所述螺纹孔与所述支撑板连接；
所述支撑板上还开设有通槽，所述通槽用于便于所述支撑板的安装与拆卸。


4.根据权利要求3所述的光学元件子口径抛光夹具，其特征在于：
所述弧形延拓挡板朝向所述支撑板的一侧开设有多个通孔，多个所述通孔与多个所述螺纹孔一一对应设置，且所述通孔用于使得所述支撑板与所述弧形延拓挡板连接时，所述弧形延拓挡板具有上下调节量。


5.根据权利要求1所述的光学元件子口径抛光夹具，其特征在于：
所述弧形延拓挡板的上表面呈球面，且当所述光学元件为球面元件时，所述弧形延拓挡板的上表面球面的球面半径与所述球面元件的球面半径一致；当所述光学元件为非球面元件时，所述弧形延拓挡板的上表面球面的球面半径与所述非球面元件的最接近球面半...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟波，陈贤华，郑楠，李洁，张清华，王健，文中江，
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：新型
国别省市：四川;51