一种用于真空环境下的光学元件水冷装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于真空环境下光学元件的热变形控制技术领域，涉及一种用于真空环境下的光学元件水冷装置。
【背景技术】
[0002]真空环境下，光学元件受到光源的辐射，温度会随之升高，在热应力的影响下导致其面形发生变化，从而严重影响光学系统的质量。真空环境下光学元件散热只能借助于冷却系统，作为光学元件的冷却装置，不但应具有较好的换热效率，而且还应具有较高的真空兼容性以及功能的可靠性。
[0003]目前冷却装置主要分为水冷和风冷，相对而言，水冷的效果要比风冷更佳，因此广泛应用于大功率的光学元件冷却系统，而对于真空环境下的光学元件来说，通常采用的是水冷套的方法，通常在光学元件的支撑外围加上一个冷却水装置，从而解决光学元件热沉积的问题。由于光学元件与支撑以及支撑与水冷套的接触较差，导致水冷装置的换热效率较低，无法达到预期的冷却效果。为了解决这个问题，在光学元件与水冷装置的接触面处填充导热良好的介质，保证水冷装置与光学元件能够充分接触，以提高水冷效果。实际上，由于加工以及装配误差的存在，即使在接触面处填充导热介质也无法保证其完全接触，从而导致水冷的效果远远低于预期的目标。
[0004]另外，现有的水冷装置为了加工、装配方便，采用密封接头或波纹管连接，而在真空环境下，任何一个焊接头或密封接头都会存在漏水的风险，是真空环境的很大隐患。因此，现有的水冷装置在真空环境下使用还是存在一定的问题。
【发明内容】
[0005]为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种用于真空环境下的光学元件水冷装置，该水冷装置能够解决真空环境下光学元件的散热问题，同时能够使光学元件更快的达到热平衡。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是:一种用于真空环境下的光学元件水冷装置，包括背部压板、水冷镜筒、支撑盘、背部水冷板、第一、第二水管及若干个柔性固定块，水冷镜筒由若干个弧形板组成，在相邻弧形板之间设置有柔性固定块，第一水管缠绕固定在水冷镜筒的外侧壁上，背部压板固定在水冷镜筒的底部，背部压板与背部水冷板固连，背部水冷板的底部固定盘有第二水管，支撑盘固定在水冷镜筒的顶部。
[0006]所述的弧形板的内壁与柔性固定块的内壁设置在同一圆周上。
[0007]所述的背部压板靠近背部水冷板一端的上表面与背部水冷板的上表面设置在同一平面上。
[0008]在所述的水冷镜筒和背部水冷板的内壁均匀设置有真空导热脂，在真空导热脂的表面均匀设置有铟片。
[0009]所述的水冷镜筒、背部水冷板及第一、第二水管由导热性能良好的材料制成。
[0010]所述的水冷镜筒由三个沿圆周均匀分布的弧形板组成。
[0011]所述的柔性固定块和背部压板均由具有弹性的材质制成。
[0012]在所述的支撑盘的底部设置有定位止口。
[0013]本发明的有益效果:
1.由于本发明的水冷装置直接作为光学元件的支撑部件，减少了光学元件与水冷装置之间的接触面，提高了水冷装置的冷却效果；
2.光学元件与本发明的水冷镜筒之间通过柔性固定块固连，减小了光学元件的固紧应力。
【附图说明】
[0014]图1是本发明的用于真空环境下的光学元件水冷装置的结构示意图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是本发明的支撑盘、水冷镜筒及第一水管安装后的结构示意图；
图中，I一镜体，2—柔性固定块，3—背部压板，4一水冷镜筒，41一弧形板，5—支撑盘，51一定位止口，6—背部水冷板，7—第一水管，8一第二水管。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
[0016]如图1?图3所示，一种用于真空环境下的光学元件水冷装置，包括背部压板3、水冷镜筒4、支撑盘5、背部水冷板6、第一、第二水管及若干个柔性固定块2，水冷镜筒4由若干个弧形板41组成，作为镜体I的镜筒，在相邻弧形板41之间设置有柔性固定块2，且弧形板41与柔性固定块2的内壁设置在同一圆周上;第一水管7缠绕固定在水冷镜筒4的外侧壁上，背部压板3通过螺钉固定在水冷镜筒4的底部，背部压板3为环形，背部压板3的内圈与背部水冷板6固连，背部压板3靠近背部水冷板6—端的上表面与背部水冷板6的上表面设置在同一平面上；背部水冷板6作为镜体I的背部压板起到固定镜体I的作用，背部水冷板6的底部固定盘有第二水管8，支撑盘5通过螺钉固定在水冷镜筒4的顶部。
[0017]在所述的水冷镜筒4和背部水冷板6的内壁均匀涂有真空导热脂，在真空导热脂的表面均匀贴有厚度为0.2mm的铟片。
[0018]所述的水冷镜筒4、背部水冷板6及第一、第二水管由导热性能良好的无氧铜制成。
[0019]所述的水冷镜筒4由三个沿圆周均匀分布的弧形板41组成。
[0020]所述的柔性固定块2和背部压板3均由具有弹性的材质制成。
[0021]在所述的支撑盘5的底部设置有定位止口51，用来保证镜体I与支撑盘5的同轴度。
[0022]所述的第一水管7采用真空钎焊的方式固定在水冷镜筒4上，且无接头。
[0023]所述的第二水管8采用真空钎焊的方式固定在背部水冷板6上，且无接头。
[0024]下面结合【附图说明】本实施例的具体工作过程。
[0025 ]如图1?图3所示，本实施例以支撑、冷却镜体I为例。
[0026]将镜体I放置在本发明的水冷装置内，且镜体I的上部边缘与支撑盘5的定位止口51相配合，保证镜体I与支撑盘5的同轴度，由于背部压板3由具有弹性的材质制成，所以镜体I的两端面被支撑盘5和背部水冷板6夹紧固定，并且背部水冷板6与镜体I底部之间填满铟片；
将柔性固定块2的内壁通过真空胶与镜体I的侧壁粘接在一起，由于柔性固定块2由具有弹性的材质制成，则镜体I的侧壁被柔性固定块2夹紧固定;而且水冷镜筒4与镜体I侧部之间填满铟片；
将第一水管7与第二水管8通过管道相连通，并将带有镜体I的水冷装置放入真空箱内，向第一水管7的入水口注入冷却水，冷却水依次通过第一水管7、第二水管8后，由第二水管8的出水口流出，达到镜体I水冷散热的目的，由于水冷镜筒4、背部水冷板6及第一、第二水管由导热性能良好的无氧铜制成，水冷镜筒4和背部水冷板6的内壁涂有真空导热脂，且背部水冷板6与镜体I底部之间、水冷镜筒4与镜体I侧部之间被铟片填充，这些因素均提高了冷却效果。
【主权项】
1.一种用于真空环境下的光学元件水冷装置，其特征在于，包括背部压板、水冷镜筒、支撑盘、背部水冷板、第一、第二水管及若干个柔性固定块，水冷镜筒由若干个弧形板组成，在相邻弧形板之间设置有柔性固定块，第一水管缠绕固定在水冷镜筒的外侧壁上，背部压板固定在水冷镜筒的底部，背部压板与背部水冷板固连，背部水冷板的底部固定盘有第二水管，支撑盘固定在水冷镜筒的顶部。2.根据权利要求1所述的用于真空环境下的光学元件水冷装置，其特征在于所述的弧形板的内壁与柔性固定块的内壁设置在同一圆周上。3.根据权利要求1所述的用于真空环境下的光学元件水冷装置，其特征在于所述的背部压板靠近背部水冷板一端的上表面与背部水冷板的上表面设置在同一平面上。4.根据权利要求1所述的用于真空环境下的光学元件水冷装置，其特征在于在所述的水冷镜筒和背部水冷板的内壁均匀设置有真空导热脂，在真空导热脂的表面均匀设置有铟片。5.根据权利要求1所述的用于真空环境下的光学元件水冷装置，其特征在于所述的水冷镜筒、背部水冷板及第一、第二水管由导热性能良好的材料制成。6.根据权利要求1所述的用于真空环境下的光学元件水冷装置，其特征在于所述的水冷镜筒由三个沿圆周均匀分布的弧形板组成。7.根据权利要求1所述的用于真空环境下的光学元件水冷装置，其特征在于所述的柔性固定块和背部压板均由具有弹性的材质制成。8.根据权利要求1所述的用于真空环境下的光学元件水冷装置，其特征在于在所述的支撑盘的底部设置有定位止口。
【专利摘要】一种用于真空环境下的光学元件水冷装置，属于真空环境下光学元件的热变形控制技术领域，涉及一种用于真空环境下的光学元件水冷装置。本发明能够解决真空环境下光学元件的散热问题，同时能够使光学元件更快的达到热平衡。本发明包括背部压板、水冷镜筒、支撑盘、背部水冷板、第一、第二水管及若干个柔性固定块，水冷镜筒由若干个弧形板组成，在相邻弧形板之间设置有柔性固定块，第一水管缠绕固定在水冷镜筒的外侧壁上，背部压板固定在水冷镜筒的底部，背部压板与背部水冷板固连，背部水冷板的底部固定盘有第二水管，支撑盘固定在水冷镜筒的顶部。
【IPC分类】H01S3/04
【公开号】CN105552695
【申请号】CN201510962471
【发明人】周烽, 王辉, 郭本银, 谢耀, 王丽萍, 金春水
【申请人】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月21日