一种预加工的高功率激光反射镜的制作方法

本发明属于强激光领域，具体涉及一种预加工的高功率激光反射镜。

背景技术：

激光因其单色性好、亮度高、束散角小等优点，广泛应用于传输通讯、加工制造业、航空航天和新型能源等成功领域中。在高功率激光的应用中，为实现将强激光的能量作用于目标上，激光往往需要经过数次反射、折射及投射。在反射过程中，受反射镜反射率的限制，镜体在反射过程中会吸收一定的热量而导致镜体温度的分布不均匀，从而导致镜体发生不规则的热变形，引起光束发生波前畸变，致使光束在传输过程中质量变差。因此，反射镜优良的抗畸变性能是保证高光束质量的重要前提之一。

传统的强激光反射镜普遍采用水冷、相变制冷、热电制冷等方式对镜体进行冷却，这些措施均可将镜体吸收的热量散走或储存，但在镜体中仍然不可避免的存在温度不均匀的现象，从而不能完全消除镜体的热变形。

技术实现要素：

本发明要解决技术问题为：克服现有技术普遍通过散热将热量带走仅能降低镜面热畸变而不能彻底消除的缺点，提出一种预加工的高功率激光反射镜。

本发明的技术方案如下：一种预加工的高功率激光反射镜，包括预加工的反射镜、环形支撑架、散热器。根据计算或实验得出的镜面热变形，对反射镜进行预加工处理，然后镀膜；将预加工处理后的反射镜安装到环形支撑架上；将散热器与反射镜贴合后固定于环形支撑架上。通过散热器将镜体吸收的热量带走，而反射镜的热变形则可对反射镜的预处理进行补偿，从而使反射面恢复至理想面型。

散热器可采用水冷、风冷或自然对流的方式，在散热功率不高于几十瓦的时候，可采用风冷或自然对流的散热方式；对于更高的散热功率，则采用水冷的散热方式。

本发明主要针对连续作用的激光，对于脉冲激光效果会变差；同时，本发明针对某一特定的激光能量分布具有理想的效果，若激光能量分布发生变化，会对镜面的复原有一定的甚至很大的影响，该影响视能量分布而定。

本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明提出的一种预加工的高功率激光反射镜，采用常规的散热方式将镜体吸收的热量带走，但对镜面进行了预加工处理，通过激光辐照后的热变形补偿能恢复到理想面型，从而保证激光光束在反射过程中的质量。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明中反射镜结构示意图；

图3为环形支撑架结构示意图；

图中附图标记含义为：1为预加工反射镜，2为环形支撑架，3为散热器，101为镜面正常形状，102为反射面削去与热变形分布相同的厚度，103为镜面在激光辐照下热变形。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式进一步说明本发明。

如图1～3所示，本发明一种预加工的高功率激光反射镜，由预加工反射镜1、环形支撑架2、散热器3组成。

首先计算或通过实验得出镜面在激光辐照下热变形(见图2中103)。

对反射镜进行预加工处理，反射面削去与热变形分布相同的厚度(见图2中102)，通过超精密加工，预加工后的反射面粗糙度可达到30nm～5nm，对于波长>300nm的激光束，其预加工面型与理想面型偏差小于1/10λ，可保证激光传输过程中的光束质量，

对预加工的反射镜进行镀膜。

将预加工处理后的反射镜安装到环形支架上；将散热器贴合于反射镜的后面并固定于环形支撑架上。散热器3可维持预加工反射镜1维持一恒定的温升；由于热变形量约为几分之一到几微米，相对于反射镜厚度(几个mm到厘米)可忽略不计，因此，预加工后的反射镜其热变形可看作与理想面型反射镜的热变形一致，因此，预加工反射镜的热变形可对预加工处理进行补偿，从而使镜面恢复到正常形状，见图2中101，保证光束的传输质量。

本发明未详细阐述部分属于本领域公知技术。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种预加工的高功率激光反射镜，它由预加工反射镜、散热器、环形支撑架组成。首先根据计算或实验得出反射镜在激光辐照下的热变形，然后对反射镜进行预加工处理，最后在预加工反射镜表面镀膜并组装。通过散热器将预加工反射镜维持在一恒定的温度，激光辐照后引起的热变形可对预加工处理进行补偿，从而使预加工反射镜恢复理想面型，保证激光光束的传输质量。本发明适用于强激光领域。

技术研发人员：聂山钧;杨云龙
受保护的技术使用者：中国科学院光电技术研究所
技术研发日：2017.12.19
技术公布日：2018.03.23