一种大口径光学元件力矩夹持装置的制作方法

本发明属于光学元件夹持技术，尤其涉及一种大口径光学元件力矩夹持装置。

背景技术：

应用于惯性约束聚变装置中的大口径光学元件，承担着高能激光束频率转换的功能。重力作用下，光学元件发生变形，进而在内部产生应力，光学元件的光学性能因而受到影响，最终导致频率转换效率降低。目前的大口径光学元件夹持装置，一般采用支撑框对光学元件的下表面进行支撑，同时采用压片对光学元件的上表面进行压紧。其中光学元件下表面的支撑区域和上表面的压紧区域在空间位置上相互重合。这种情况下，压紧区域产生的压紧力和支撑区域产生的支撑力大小相等，方向相反，作用在一条直线上。由此导致夹持装置的作用效果有限，不能有效减小光学元件重力作用下的变形。

技术实现要素：

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种大口径光学元件力矩夹持装置。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种大口径光学元件力矩夹持装置，包括方形的支撑框，所述支撑框的四边均设置有光学元件单边夹持机构；

所述光学元件单边夹持机构包括用于支撑光学元件背面的支撑板、用于限制光学元件侧边位置的定位边块和用于压持光学元件正面的若干刚性压块，所述支撑板和所述定位边块均与所述支撑框固定连接，所述刚性压块与所述定位边块固定连接；

所述刚性压块的光学元件压持面设置有用于与光学元件正面接触的弹性垫片，所述定位边块设置有若干紧钉螺钉，所述紧钉螺钉的前端设置有用于抵接在光学元件侧面的橡胶头；

所述刚性压块设置有u型结构的弹性缺口并配置有用于调节弹性缺口宽度的施载螺钉，所述弹性缺口的朝向与光学元件平行，所述施载螺钉穿过所述弹性缺口的上边面并抵压在弹性缺口的下边面。

作为本专利选择的一种技术方案，所述定位边块与所述支撑框之间、所述刚性压块与定位边块之间均通过锁紧螺栓固定连接。

作为本专利选择的一种技术方案，所述支撑板与所述支撑框之间通过平头螺丝固定连接，所述平头螺丝的顶面不高于支撑板的顶面。

作为本专利选择的一种技术方案，所述支撑板、所述刚性压块和所述定位边块之间构成用于夹持光学元件的u型槽。

作为本专利选择的一种技术方案，所述定位边块的横截面为l型结构，所述定位边块的顶面与所述刚性压块固定连接，底面与所述支撑框固定连接，侧面设置有若干紧固螺孔，每个所述紧固螺孔内均匹配设置有一颗所述紧钉螺钉。

作为本专利选择的一种技术方案，所述弹性垫片为矩形片，所述弹性垫片的一部分作为光学元件压持部且另一部分挤压在所述刚性压块和所述定位边块之间。

本发明的有益效果在于：

本发明中施载螺钉挤压刚性压块的缺口的下表面时，弹性垫片和支撑板间产生力矩，并作用于光学元件，力矩作用下，光学元件的中心发生翘曲，克服重力引起的变形，同时，通过调整施载螺钉的拧紧量，可调整产生的力矩，进而达到调整光学元件变形的目的。

附图说明

图1是本发明所述大口径光学元件力矩夹持装置的整体结构图；

图2是本发明所述大口径光学元件力矩夹持装置的半剖视结构图；

图3是本发明所述大口径光学元件力矩夹持装置的局部放大图，相对于图1和图2，图中未将光学元件画出；

图4是本发明所述刚性压块的结构图；

图5是本发明所述弹性垫片的结构图；

图6是本发明所述定位边块的结构图；

图7是本发明所述支撑框的结构图；

图中：1-支撑框，2-定位边块，3-施载螺钉，4-刚性压块，5-弹性垫片，6-光学元件，7-紧钉螺钉，8-橡胶头，9-支撑板，10-紧固螺孔，11-弹性缺口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

结合图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，本发明包括方形的支撑框1，支撑框1的四边均设置有光学元件6单边夹持机构；

光学元件6单边夹持机构包括用于支撑光学元件6背面的支撑板9、用于限制光学元件6侧边位置的定位边块2和用于压持光学元件6正面的若干刚性压块4，支撑板9和定位边块2均与支撑框1固定连接，刚性压块4与定位边块2固定连接；

刚性压块4的光学元件6压持面设置有用于与光学元件6正面接触的弹性垫片5，定位边块2设置有若干紧钉螺钉7，紧钉螺钉7的前端设置有用于抵接在光学元件6侧面的橡胶头8，定位边块2与光学元件6间有间隙，橡胶头8穿过该间隙并抵接在光学元件6侧面。

刚性压块4设置有u型结构的弹性缺口11并配置有用于调节弹性缺口11宽度的施载螺钉3，弹性缺口11的朝向与光学元件6平行，即刚性压块4的厚度方向开设弹性缺口11，施载螺钉3穿过弹性缺口11的上边面并抵压在弹性缺口11的下边面。刚性压块4的上边面开通螺纹孔，施载螺钉3穿过螺纹孔，施载螺钉3的下端与缺口的下表面接触，施载螺钉3拧紧后，挤压缺口下表面。

作为本专利选择的一种技术方案，定位边块2与支撑框1之间、刚性压块4与定位边块2之间均通过锁紧螺栓固定连接，便于拆装。

作为本专利选择的一种技术方案，支撑板9与支撑框1之间通过平头螺丝固定连接，平头螺丝的顶面不高于支撑板9的顶面，该结构既便于拆装，而且消除了顶在光学元件6的凸部，不会损坏光学元件6。

作为本专利选择的一种技术方案，支撑板9、刚性压块4和定位边块2之间构成用于夹持光学元件6的u型槽。

作为本专利选择的一种技术方案，定位边块2的横截面为l型结构，定位边块2的顶面与刚性压块4固定连接，底面与支撑框1固定连接，侧面设置有若干紧固螺孔10，每个紧固螺孔10内均匹配设置有一颗紧钉螺钉7。

作为本专利选择的一种技术方案，弹性垫片5为矩形片，弹性垫片5的一部分作为光学元件6压持部且另一部分挤压在刚性压块4和定位边块2之间，刚性压块4不会与光学元件6直接接触，弹性垫片5对光学元件6起到受力保护的作用。本专利中刚性压块4的长度与弹性垫片5的长度相等，刚性压块4的宽度与弹性垫片5的宽度相等，刚性压块4与弹性垫片5对齐。

本发明所述大口径光学元件6力矩夹持装置的工作原理如下：

对大口径光学元件6进行力矩夹持时，施载螺钉3拧紧，挤压刚性压块4的弹性缺口11的下表面，刚性压块4进一步挤压弹性垫片5，引起弹性垫片5压缩变形。变形后的弹性垫片5产生恢复初始形状的趋势，弹性垫片5的下表面向外膨胀，挤压大口径光学元件6，形成对大口径光学元件6的挤压力。此时，支撑板9对大口径光学元件6进行支撑，并对大口径光学元件6施加支撑力。挤压力和支撑力大小相等，方向相向，二者形成一个力矩，作用于大口径光学元件6，引起大口径光学元件6的中心部分发生翘曲变形，从而克服重力引起的下凹变形。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种大口径光学元件力矩夹持装置，包括方形的支撑框，支撑框的四边均设置有光学元件单边夹持机构；光学元件单边夹持机构包括支撑板、定位边块和若干刚性压块，支撑板和定位边块均与支撑框固定连接，刚性压块与定位边块固定连接；刚性压块的压持面设置有弹性垫片，定位边块设置有若干紧钉螺钉，紧钉螺钉的前端设置有橡胶头；刚性压块设置有U型结构的弹性缺口并配置有用于调节弹性缺口宽度的施载螺钉。本发明中施载螺钉挤压弹性缺口的下边面时，弹性垫片和支撑板间产生力矩，并作用于光学元件，光学元件的中心发生翘曲，克服重力引起的变形，通过调整施载螺钉的拧紧量，可调整产生的力矩，进而达到调整光学元件变形的目的。

技术研发人员：苏瑞峰;黄湛;朱明智;江宝旭;吴文凯
受保护的技术使用者：中国工程物理研究院总体工程研究所
技术研发日：2017.07.18
技术公布日：2017.09.22