【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学设备，更具体涉及一种红外激光光学镜的调节机构。
技术介绍
1、红外光在空气中传输时容易被空气吸收，传输效率较低，一般情况下，远距离的红外光路都是在10-2pa量级真空中或者干燥氮气气氛中传输，因此光路各光学部件都安装于真空容器中。红外光波长较长，在传播过程中发散性较大，为了降低红外激光传输发散性，一般采取扩束、收束传输方式，即在光路的前端采用一对离轴抛物镜将光束直径适当扩大，在光路末端再布置一对离轴抛物镜将红外光直径收缩到试验需要的平行光；然而扩束后光斑横向尺寸较大，红外光光学镜型号也相应比较大，大型号可能到50厘米量级，要实现实时在线的光路调节，各光学元件要能够实现自动控制的远距离调节；对于平面光镜而言，一般需要两个角度的驱动，用以调节光束方向；而离轴抛物镜组除需要两个角度转向驱动外，还需要1-3个平动调节，用于调节两个抛物镜焦点重合，平动调节是指需要x、y、z三个平动让镜子中心对准光，然后用两个转动调节光的方向。
2、现有专利公告号为cn215954841u的专利文献公开了一种适用于超高真空及强磁条件下的光学镜调节机构，包括支撑板、径向旋转支撑座和牵引件，径向旋转支撑座上转动连接有一径向旋转轴，径向旋转轴的两端设有极向旋转支撑座，平面镜可转动的布置在极向旋转支撑座上；所述牵引件设置平面镜和极向旋转支撑座上，且该牵引件的上端向上延伸出天线腔体，与设置在天线腔体上方的驱动机构连接，且在驱动机构的驱动下带动平面镜在极向上转动，或带动极向旋转支撑座使平面镜在径向上转动；其可适用于超高真空及强磁场环境下光
3、但是其平动调节会改变转动轴与镜面中心的相对位置，且产生附加平动也会影响另一个转动，镜面中心位置发生了变化，导致光路长度也发生了变化，这样极大增加了调节难度。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于，如何简化光学镜调节。
2、本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种红外激光光学镜的调节机构，包括真空室、平动调节单元、转动调节单元、光镜组件，所述平动调节单元包括水平调节单元和竖直调节单元，所述光镜组件、转动调节单元、水平调节单元均位于真空室内，所述竖直调节单元设于真空室外，且其输出端与水平调节单元传动连接，所述转动调节单元固定连接在水平调节单元的输出端，所述转动调节单元包括转动组件，所述转动组件与水平调节单元转动连接，所述转动组件与光镜组件转动连接，且转动组件的旋转轴线与光镜组件的旋转轴线呈十字交叉，所述光镜组件短边与长边的中线分别与转动组件的旋转轴线和光镜组件的旋转轴线重合，所述平动调节单元、转动调节单元上均设有测距仪。
3、通过平动调节单元、转动调节单元的设置能够完成对光镜组件的四维调节，将转动组件与水平调节单元和转动组件与光镜组件均设置为转动连接，并使转动组件的旋转轴线与光镜组件的旋转轴线呈十字交叉，即使得投角和滚胶的两个转动轴线相交于光镜组件中心，转动调节时，不会产生附加平动也不会影响另一个转动，镜面中心位置保持不变，光路长度保持不变，极大简化了调节过程。
4、作为优选的技术方案，所述转动组件包括转动框架、镜座下支撑、第一适配支架，所述镜座下支撑固定连接在水平调节单元输出端的顶部，所述转动框架转动连接在镜座下支撑顶部，所述镜座下支撑还通过第一适配支架连接有滚角线性驱动器，所述滚角线性驱动器的输出端与转动框架传动连接，并能够驱动转动框架以其长边中线为转轴转动。
5、作为优选的技术方案，所述光镜组件包括红外光镜、光镜座、支架，所述光镜座与转动框架转动连接，所述光镜座一端固定连接有红外光镜，另一端固接有支架，所述支架通过投角线性驱动器与转动框架相连，所述投角线性驱动器的输出端与转动组件传动连接，且能够驱动光镜座以其短边中线为转轴转动。
6、作为优选的技术方案，所述真空室包括上法兰、下法兰、真空室壁、光路出口，所述真空室壁为t型，所述真空室壁的竖直段顶部和底部分别固接有上法兰、下法兰，所述真空室壁的水平段上开设有光路出口。
7、作为优选的技术方案，所述竖直调节单元包括竖直驱动组件，所述竖直驱动组件包括顶板、底板、垂直平台、竖向驱动电机，所述垂直平台固定连接在顶板底部，所述垂直平台的输出端连接有底板，所述底板通过垂直立柱与水平调节单元相连，所述顶板固定在真空室底部，且所述垂直立柱贯穿顶板，所述垂直立柱位于真空室外侧的一端包设有波纹管。
8、作为优选的技术方案，所述水平调节单元包括水平驱动组件，所述水平驱动组件包括水平顶板、水平底板、水平驱动电机，所述水平顶板滑动连接在水平底板的顶部，所述水平底板一端固定有水平驱动电机，所述水平驱动电机的输出端与水平顶板传动连接，并驱动水平顶板相对于水平底板移动。
9、作为优选的技术方案，所述滚角线性驱动器包括滚角步进电机、行程开关、行程开关拨杆、头部弹性柱销、适配头、电机适配支架、尾部弹性柱销，所述第一适配支架通过尾部弹性柱销与电机适配支架转动连接，所述电机适配支架一端固定连接有滚角步进电机，所述滚角步进电机的输出端传动连接有适配头，所述适配头上设有头部弹性柱销，所述转动框架上固定有第二适配支架，所述第二适配支架与头部弹性柱销转动连接，所述电机适配支架背离滚角步进电机的一端通过第三行程开关座固接有第三行程开关，所述适配头上设有与第三行程开关相适配的第三行程开关拨杆。
10、作为优选的技术方案，所述转动框架两侧均固接有第二弹性柱销，所述第二弹性柱销与镜座下支撑转动配合，所述镜座下支撑上设有第四光栅尺，所述转动框架上设有与第四光栅尺相适配的第四光栅尺拨片。
11、作为优选的技术方案，所述光镜座通过两个第一弹性柱销与转动框架转动连接，所述光镜座外壁上固接有第一光栅尺，所述转动框架上设有与第一光栅尺相适配的第一光栅尺拨片。
12、作为优选的技术方案，所述红外光镜为倾斜设置。
13、本专利技术的优点在于：
14、(1)本专利技术中，通过平动调节单元、转动调节单元的设置能够完成对光镜组件的四维调节，将转动组件与水平调节单元和转动组件与光镜组件均设置为转动连接，并使转动组件的旋转轴线与光镜组件的旋转轴线呈十字交叉，即使得投角和滚胶的两个转动轴线相交于光镜组件中心，转动调节时，不会产生附加平动也不会影响另一个转动，镜面中心位置保持不变，光路长度保持不变，极大简化了调节过程。
15、(2)本专利技术中，通过将滚角线性驱动器和投角线性驱动器的驱动件设置为步进直线电机，可实现对光镜组件的紧密调节，也可实现对结构的简化，通过在所有转动处设置弹性柱销，通过在安装时预扭弹性柱销，能够利用回弹力消除驱动系统传动返程间隙。
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1.一种红外激光光学镜的调节机构，其特征在于，包括真空室(1)、平动调节单元、转动调节单元、光镜组件(2)，所述平动调节单元包括水平调节单元和竖直调节单元，所述光镜组件(2)、转动调节单元、水平调节单元均位于真空室(1)内，所述竖直调节单元设于真空室(1)外，且其输出端与水平调节单元传动连接，所述转动调节单元固定连接在水平调节单元的输出端，所述转动调节单元包括转动组件(7)，所述转动组件(7)与水平调节单元转动连接，所述转动组件(7)与光镜组件(2)转动连接，且转动组件(7)的旋转轴线与光镜组件(2)的旋转轴线呈十字交叉，所述光镜组件(2)短边与长边的中线分别与转动组件(7)的旋转轴线和光镜组件(2)的旋转轴线重合，所述平动调节单元、转动调节单元上均设有测距仪。
2.根据权利要求1所述的一种红外激光光学镜的调节机构，其特征在于，所述转动组件(7)包括转动框架(701)、镜座下支撑(702)、第一适配支架(704)，所述镜座下支撑(702)固定连接在水平调节单元输出端的顶部，所述转动框架(701)转动连接在镜座下支撑(702)顶部，所述镜座下支撑(702)还通过第一适配
3.根据权利要求2所述的一种红外激光光学镜的调节机构，其特征在于，所述光镜组件(2)包括红外光镜(201)、光镜座(202)、支架(206)，所述光镜座(202)与转动框架(701)转动连接，所述光镜座(202)一端固定连接有红外光镜(201)，另一端固接有支架(206)，所述支架(206)通过投角线性驱动器(5)与转动框架(701)相连，所述投角线性驱动器(5)的输出端与转动组件(7)传动连接，且能够驱动光镜座(202)以其短边中线为转轴转动。
4.根据权利要求1所述的一种红外激光光学镜的调节机构，其特征在于，所述真空室(1)包括上法兰(101)、下法兰(102)、真空室壁(103)、光路出口(105)，所述真空室壁(103)为T型，所述真空室壁(103)的竖直段顶部和底部分别固接有上法兰(101)、下法兰(102)，所述真空室壁(103)的水平段上开设有光路出口(105)。
5.根据权利要求1所述的一种红外激光光学镜的调节机构，其特征在于，所述竖直调节单元包括竖直驱动组件(4)，所述竖直驱动组件(4)包括顶板(401)、底板(402)、垂直平台(403)、竖向驱动电机(407)，所述垂直平台(403)固定连接在顶板(401)底部，所述垂直平台(403)的输出端连接有底板(402)，所述底板(402)通过垂直立柱(406)与水平调节单元相连，所述顶板(401)固定在真空室(1)底部，且所述垂直立柱(406)贯穿顶板(401)，所述垂直立柱(406)位于真空室(1)外侧的一端包设有波纹管(404)。
6.根据权利要求1所述的一种红外激光光学镜的调节机构，其特征在于，所述水平调节单元包括水平驱动组件(3)，所述水平驱动组件(3)包括水平顶板(302)、水平底板(301)、水平驱动电机(306)，所述水平顶板(302)滑动连接在水平底板(301)的顶部，所述水平底板(301)一端固定有水平驱动电机(306)，所述水平驱动电机(306)的输出端与水平顶板(302)传动连接，并驱动水平顶板(302)相对于水平底板(301)移动。
7.根据权利要求2所述的一种红外激光光学镜的调节机构，其特征在于，所述滚角线性驱动器(6)包括滚角步进电机(601)、行程开关(602)、行程开关拨杆(603)、头部弹性柱销(604)、适配头(605)、电机适配支架(607)、尾部弹性柱销(608)，所述第一适配支架(704)通过尾部弹性柱销(608)与电机适配支架(607)转动连接，所述电机适配支架(607)一端固定连接有滚角步进电机(601)，所述滚角步进电机(601)的输出端传动连接有适配头(605)，所述适配头(605)上设有头部弹性柱销(604)，所述转动框架(701)上固定有第二适配支架(709)，所述第二适配支架(709)与头部弹性柱销(604)转动连接，所述电机适配支架(607)背离滚角步进电机(601)的一端通过第三行程开关座(606)固接有第三行程开关(602)，所述适配头(605)上设有与第三行程开关(602)相适配的第三行程开关拨杆(603)。
8.根据权利要求2所述的一种红外激光光学镜的调节机构，其特征在于，所述转动框架(701)两侧均固接有第二弹性柱销(703)，所述第二弹性柱销(703)与镜座下支撑(702)转动配合，所述...
【技术特征摘要】
1.一种红外激光光学镜的调节机构，其特征在于，包括真空室(1)、平动调节单元、转动调节单元、光镜组件(2)，所述平动调节单元包括水平调节单元和竖直调节单元，所述光镜组件(2)、转动调节单元、水平调节单元均位于真空室(1)内，所述竖直调节单元设于真空室(1)外，且其输出端与水平调节单元传动连接，所述转动调节单元固定连接在水平调节单元的输出端，所述转动调节单元包括转动组件(7)，所述转动组件(7)与水平调节单元转动连接，所述转动组件(7)与光镜组件(2)转动连接，且转动组件(7)的旋转轴线与光镜组件(2)的旋转轴线呈十字交叉，所述光镜组件(2)短边与长边的中线分别与转动组件(7)的旋转轴线和光镜组件(2)的旋转轴线重合，所述平动调节单元、转动调节单元上均设有测距仪。
2.根据权利要求1所述的一种红外激光光学镜的调节机构，其特征在于，所述转动组件(7)包括转动框架(701)、镜座下支撑(702)、第一适配支架(704)，所述镜座下支撑(702)固定连接在水平调节单元输出端的顶部，所述转动框架(701)转动连接在镜座下支撑(702)顶部，所述镜座下支撑(702)还通过第一适配支架(704)连接有滚角线性驱动器(6)，所述滚角线性驱动器(6)的输出端与转动框架(701)传动连接，并能够驱动转动框架(701)以其长边中线为转轴转动。
3.根据权利要求2所述的一种红外激光光学镜的调节机构，其特征在于，所述光镜组件(2)包括红外光镜(201)、光镜座(202)、支架(206)，所述光镜座(202)与转动框架(701)转动连接，所述光镜座(202)一端固定连接有红外光镜(201)，另一端固接有支架(206)，所述支架(206)通过投角线性驱动器(5)与转动框架(701)相连，所述投角线性驱动器(5)的输出端与转动组件(7)传动连接，且能够驱动光镜座(202)以其短边中线为转轴转动。
4.根据权利要求1所述的一种红外激光光学镜的调节机构，其特征在于，所述真空室(1)包括上法兰(101)、下法兰(102)、真空室壁(103)、光路出口(105)，所述真空室壁(103)为t型，所述真空室壁(103)的竖直段顶部和底部分别固接有上法兰(101)、下法兰(102)，所述真空室壁(103)的水平段上开设有光路出口(105)。
5.根据权利要求1所述的一种红外激光光学镜的调节机构，其特征在于，所述竖直调节单元包括竖直驱动组件(4)，所述竖直驱动组件(4)包括顶板(401)、底板(402)、垂直平台(403)、竖向驱动电机(407)，所述垂直平台(403)固定连接在顶板(401)底部，所述垂直平台(403)的输出端连...
【专利技术属性】
技术研发人员：钱倩，汪文强，陈思跃，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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