一种用于康普顿光源的柔性激光反射镜架的制作方法
【专利摘要】一种用于康普顿光源的柔性激光反射镜架，包括底座、压电陶瓷电机、压电陶瓷电机安装座、驱动端传动铰链、激光反射镜片固定板和柔性架体；所述底座顶部形成与水平面成一定夹角的矩形安装平台，所述柔性架体安装在安装平台上，柔性架体由柔性铰链连接的层叠矩形框体构成；所述压电陶瓷电机安装座位于安装平台两相邻侧面，压电陶瓷电机安装在压电陶瓷安装座上；所述驱动端传动铰链由相互垂直的活动支链与固定支链组成，压电陶瓷电机的驱动方向垂直于矩形安装平台；用于固定激光反射镜片的激光反射镜片固定板叠放在顶框上表面。
【专利说明】
一种用于康普顿光源的柔性激光反射镜架
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种精密调节设备，具体是一种用于在利用康普顿散射原理获取 Y光源时，可精密调节激光束位置的柔性调节镜架。【背景技术】
[0002]随着我国航天工业的迅猛发展，对服务于航天工业的各种设备提出了越来越高的要求，其中作为航天探测有效载荷的X/Y探测器，在航天工业的发展过程起到了重要作用。 但目前已有的利用单能放射性源或同步辐射源对X/Y探测器的定标实验难以满足其在航天探测应用中的精度要求。因此迫切需要一种在KeV?MeV范围内能量连续可调，单色性好的Y光源来满足航天探测器的高精度定标的需求，以解决这个在航天探测发展过程中遇到的的瓶颈问题。
[0003]Y光源可通过康普顿效应获取，所谓康普顿效应即入射光子与高速电子碰撞发生散射，从而获得准单色、高通量、高能量且能量可调的散射T光子。根据康普顿散射原理，可以通过连续的改变激光入射角来获得能量连续变化的Y光子。
[0004]为了获得单色性好，能量覆盖范围广的y光子源，所发生的康普顿散射反应必须在高洁净度、高真空(1(T8帕)的环境下进行，这种环境下激光发生器无法工作，所以需要通过一系列反射镜将真空室外的激光导入到真空室内，并使激光束与高能电子束光斑中心重合度达到2mi以内以发生准确碰撞。由于反射镜架的制造和安装误差，用于反射激光的最后一个镜架必须为具备经度和炜度两个自由度的调节功能的柔性镜架，且调节精度需不小于 6X1(T4°才能达到调节要求。要在高真空(1(T8帕)环境下实现亚微米级的定位，由于高真空润滑、螺纹空程和传动摩擦等原因，传统的驱动和传动方式不再适合。因此提供一种结构简单、无摩擦、运动位移分辨率高、免于润滑，且能安装在真空是中的柔性激光反射镜架成为利用康普顿散射原理获取T光源的技术方法中亟待解决的问题【实用新型内容】
[0005]针对现有技术方法中存在的问题，本实用新型拟解决的技术问题是，提供一种柔性激光反射镜架。该反射镜架具有结构简单、无摩擦、免于润滑，且能在高真空环境中可靠动作等特点。其经度方向调节范围不小于0.6° ;炜度方向调节范围不小于0.6° ;定位精度不小于6X1(T4°。
[0006]本实用新型解决所述技术问题的技术方案是，提供一种用于康普顿光源的柔性激光反射镜架，其特征在于所述柔性激光反射镜架包括底座、压电陶瓷电机、压电陶瓷电机安装座、驱动端传动铰链、激光反射镜片固定板和柔性架体；
[0007]所述底座顶部形成与水平面成一定夹角的矩形安装平台，所述柔性架体安装在安装平台上，柔性架体由柔性铰链连接的层叠矩形框体构成，所述矩形框体从底部到顶部依次为底框、中间底框、中间框、中间顶框和顶框，中间底框、中间框和中间顶框上下表面连接的柔性铰链的运动方向相互垂直，底框与中间底框之间的柔性铰链的运动方向和中间框与中间顶框之间的柔性铰链的运动方向相同，顶框与中间顶框之间的柔性铰链的运动方向和中间框与中间底框之间的柔性铰链的运动方向相同；
[0008]所述压电陶瓷电机安装座位于安装平台两相邻侧面，压电陶瓷电机安装在压电陶瓷安装座上;所述驱动端传动铰链由相互垂直的活动支链与固定支链组成，活动支链方向垂直于安装平台，活动支链中部具有两条运动方向相互垂直的柔性铰链，活性支链末端连接在压电陶瓷电机上，固定支链的末端固定矩形框体的顶框侧面，压电陶瓷电机的驱动方向垂直于矩形安装平台；用于固定激光反射镜片的激光反射镜片固定板叠放在顶框上表面。
[0009]所述的一种用于康普顿光源的柔性激光反射镜架，其特征是所述激光反射镜片固定板中心有一阶梯状圆形通孔，所述阶梯状圆形通孔的外侧孔直径小于待安装的激光反射镜片直径，内侧孔直径大于激光反射镜片直径。
[0010]本实用新型提供的柔性激光反射镜架，应用了柔性铰链机构作为经炜向角度的转动机构，并以压电陶瓷电机作为驱动机构，柔性铰链机构与传统的刚性机构相比，具有诸多优点，如:整体化设计和加工、可简化结构、减小体积和质量、免于装配、无间隙、无摩擦、运动位移分辨率高、免于润滑，避免污染等。因此本实用新型提供的柔性激光反射镜架结构简单，空间尺寸小，免于润滑，调节精度高，且适用于高真空环境使用。【附图说明】
[0011]图1为本实用新型用于康普顿光源的柔性激光反射镜架一种实施例的整体结构示意图。
[0012]图2为本实用新型用于康普顿光源的柔性激光反射镜架一种实施例的柔性架体结构示意图。
[0013]图3为本实用新型用于康普顿光源的柔性激光反射镜架一种实施例的驱动端传动铰链的结构示意图。
[0014]图4为本实用新型用于康普顿光源的柔性激光反射镜架一种实施例的调节方式示意图。
[0015]图中，1、底座，2、压电陶瓷电机，3、压电陶瓷电机安装座，4、驱动端传动铰链，5、激光反射镜片固定板，6、激光反射镜片，7、柔性架体，41、(XD相机，42、YAG荧光靶，43、激光。【具体实施方式】
[0016]下面结合具体实施例及附图进一步详细阐述本实用新型。
[0017]本实用新型设计的用于康普顿光源的柔性激光反射镜架(以下简称柔性镜架，参见图1-3)—种实施例的总体结构如图1所示，柔性架体的结构如图2所示，驱动端传动铰链的结构如图3所示，调节方式示意图如图4所示。
[0018]本实用新型柔性镜架的特征在于该柔性镜架包括底座1、压电陶瓷电机2、压电陶瓷电机安装座3、驱动端传动铰链4、激光反射镜片固定板5和柔性架体7;
[0019]所述底座顶部形成与水平面成一定夹角的矩形安装平台，所述柔性架体安装在安装平台上，柔性架体由柔性铰链连接的层叠矩形框体构成，所述矩形框体从底部到顶部依次为底框、中间底框、中间框、中间顶框和顶框，中间底框、中间框和中间顶框上下表面连接的柔性铰链的运动方向相互垂直，底框与中间底框之间的柔性铰链的运动方向和中间框与中间顶框之间的柔性铰链的运动方向相同，顶框与中间顶框之间的柔性铰链的运动方向和中间框与中间底框之间的柔性铰链的运动方向相同；
[0020]所述压电陶瓷电机安装座位于安装平台两相邻侧面，压电陶瓷电机安装在压电陶瓷安装座上;所述驱动端传动铰链由相互垂直的活动支链与固定支链组成，活动支链方向垂直于安装平台，活动支链中部具有两条运动方向相互垂直的柔性铰链，活性支链末端连接在压电陶瓷电机上，固定支链的末端固定矩形框体的顶框侧面，压电陶瓷电机的驱动方向垂直于矩形安装平台；用于固定激光反射镜片6的激光反射镜片固定板叠放在顶框上表面[〇〇21]本实用新型提供的一种用于康普顿光源的柔性激光反射镜架(以下简称柔性激光反射镜架)的调节过程如下:
[0022]1)入射的激光43经激光反射镜片6的反射将改变方向射出；[〇〇23]2)反射出的激光会在远处YAG荧光靶42上形成光斑，YAG荧光靶42上带有刻度，通过CCD相机41采集光斑的位置信息并反馈到柔性激光反射镜架，柔性激光反射镜架根据反馈的信息使压电陶瓷电机2作出调整动作，压电陶瓷电机2将给驱动端传动铰链2—定的推力或拉力(以下统称作驱动力)，因此驱动端传动铰链将对柔性架体产生相应的驱动力。柔性架体在驱动力作用下会在柔性铰链处发生相应经度和炜度方向上的弹性形变。与柔性架体7顶框上表面贴合安装的激光反射镜片6则会相应在经度和炜度方向发生偏转，激光43经激光反射镜片6反射后在YAG荧光靶42上产生的光斑位置也会相应发生变化，从而达到调节激光束的目的，使激光束与高能电子束准确碰撞。
[0024]分析表明，本实用新型设计的柔性镜架结构简单，空间尺寸小，免于润滑，经、炜度调节范围均可达1°，调节精度可达1 X 1(T4°，在利用康普顿效应获取y光源过程中，对实现激光束与电子束的精确碰撞起到了关键作用。
[0025]本实用新型未述及之处适用于公知技术。
[0026]以上对本实用新型的实施进行了详细说明，但所述内容为本实用新型的较佳实施过程，不能被认为用于限定本申请权利要求的保护范围。凡以本实用新型申请权利要求范围所做的均等变化与改进，均应归属于本申请权利要求的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于康普顿光源的柔性激光反射镜架，其特征在于所述柔性激光反射镜架包括 底座、压电陶瓷电机、压电陶瓷电机安装座、驱动端传动铰链、激光反射镜片固定板和柔性 架体；所述底座顶部形成与水平面成一定夹角的矩形安装平台，所述柔性架体安装在安装平 台上，柔性架体由柔性铰链连接的层叠矩形框体构成，所述矩形框体从底部到顶部依次为 底框、中间底框、中间框、中间顶框和顶框，中间底框、中间框和中间顶框上下表面连接的柔 性铰链的运动方向相互垂直，底框与中间底框之间的柔性铰链的运动方向和中间框与中间 顶框之间的柔性铰链的运动方向相同，顶框与中间顶框之间的柔性铰链的运动方向和中间 框与中间底框之间的柔性铰链的运动方向相同；所述压电陶瓷电机安装座位于安装平台两相邻侧面，压电陶瓷电机安装在压电陶瓷安 装座上;所述驱动端传动铰链由相互垂直的活动支链与固定支链组成，活动支链方向垂直 于安装平台，活动支链中部具有两条运动方向相互垂直的柔性铰链，活性支链末端连接在 压电陶瓷电机上，固定支链的末端固定矩形框体的顶框侧面，压电陶瓷电机的驱动方向垂 直于矩形安装平台；用于固定激光反射镜片的激光反射镜片固定板叠放在顶框上表面。2.如权利要求1所述的一种用于康普顿光源的柔性激光反射镜架，其特征是所述激光 反射镜片固定板中心有一阶梯状圆形通孔，所述阶梯状圆形通孔的外侧孔直径小于待安装 的激光反射镜片直径，内侧孔直径大于激光反射镜片直径。
【文档编号】G02B7/182GK205581381SQ201620415243
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年5月9日
【发明人】刘今越, 任东城, 郭志红, 任志斌, 刘佳斌, 李洋
【申请人】河北工业大学