一种全玻璃激光干涉仪装调检测机构

本发明涉及光学装调，尤其涉及一种全玻璃激光干涉仪装调检测机构。

背景技术：

1、在进行空间引力波探测时，需要在百万公里的距离上，实现激光信号的发射与接收。对接收到的激光信号，采用外差干涉测量的方法，对引力波进行探测。为实现皮米量级精度的干涉测量，使用到了星间激光干涉测量光学系统。其中，全玻璃激光干涉仪是星间激光干涉测量光学系统的重要组成部分，为保证全玻璃激光干涉仪上的光学器件位置精确、固定牢靠、光学性质超稳定，在生产制造全玻璃激光干涉仪的过程中，需要使用到光学粘接技术；

2、附图1为全玻璃激光干涉测量光学系统的模型，该模型包括装设在玻璃基板4上的分光片1、pbs玻璃片2、反射镜3，全玻璃激光干涉仪的大部分器件，都是此种长方体器件，且尺寸规格一致，完成此三种类型器件的装调，是全玻璃激光干涉仪制造的主要工作内容；

3、对于全玻璃激光干涉仪中的矩形块器件：分光片1、pbs玻璃片2和反射镜3。在与全玻璃激光干涉仪的玻璃基板4进行光学粘接时，对于每一个矩形块器件(为了方便说明问题，以下举例说明时，都是用小矩形块1表示)，为每一块小矩形器件建立的局部坐标系，如图2a所示，小矩形块1处于理想粘接位置时的情况，小矩形块1的底面与玻璃基板4的上表面严格重合，此时在小矩形块1和玻璃基板4之间滴放腐蚀粘接溶液，之后小矩形块1和玻璃基板4会完成自动粘接。坐标原点位于矩形块1的质心，竖直方向向上为+z轴；与玻璃基板4垂直，表面面积较大的面，该表面法向量为+x轴方向。与玻璃基板4垂直，并且表面面积较小的面，该表面法向量为+y轴方向。

4、以下是对小矩形块进行装调时，需要调整的各种装调误差情况分析；

5、当每一个小矩形块1与玻璃基板4进行粘接时，由于每一块小矩形块1与其理想位置存在偏差，导致小矩形块1的底面与玻璃基板4的上表面无法完全接触，或者小矩形块1所处的位置不正确，所以需要调整小矩形块1与玻璃基板4的相对位置偏差；

6、当小矩形块1绕+z轴存在一定程度的旋转误差，虚线矩形块表示的是理想位置，实线矩形块表示的是小矩形块实际的空间位置，小矩形块的实际位置与理想位置存在α的角度偏差，如图2b所示；

7、当小矩形块1绕+x轴存在一定程度的旋转误差，虚线矩形块表示的是理想位置，实线矩形块表示的是小矩形块实际的空间位置，小矩形块的实际位置与理想位置存在β的角度偏差，如图2c所示；

8、当小矩形块1绕+y轴存在一定程度的旋转误差，虚线矩形块表示的是理想位置，实线矩形块表示的是小矩形块实际的空间位置，小矩形块的实际位置与理想位置存在γ的角度偏差，如图2d所示；

9、当小矩形块1沿+x轴存在一定程度的平移误差，虚线矩形块表示的是理想位置，实线矩形块表示的是小矩形块实际的空间位置，小矩形块的实际位置与理想位置存在dx的距离偏差，如图2e所示。

10、当小矩形块1沿+y轴存在一定程度的平移误差，虚线矩形块表示的是理想位置，实线矩形块表示的是小矩形块实际的空间位置，小矩形块的实际位置与理想位置存在dy的距离偏差，如图2f所示；

11、现有技术中，美国的lisa(laserinterferometerspaceantenna)采用的装调方法：将小矩形块1直接放置在全玻璃基板上，同时使用多个探针28移动小矩形块1，如图3所示，但是此种装调机构仅仅能够使小矩形块1沿x轴和y轴方向的平移，以及在全玻璃基板4上进行旋转，这三个自由度分别对应图e、图f和图d，其他方向的自由度无法调整，容易导致小矩形块1与全玻璃基板4存在过大的间隙，致使化学腐蚀粘接不牢靠，或者化学腐蚀粘接过程中小矩形块1的位置姿态发生变化，lisa也使用六足平台对全玻璃激光干涉仪进行装调，但是六足平台造价昂贵，并且坏损不易修理，保养使用成本高。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种全玻璃激光干涉仪装调检测机构，其能够实现装调全玻璃激光干涉仪，该机构装调精度高，光学粘接的牢固性好、光学稳定性高，同时具备实时检测功能，完全满足全玻璃激光干涉仪的生产制造要求。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明公开的一种全玻璃激光干涉仪装调检测机构，包括：

4、装调装置，其具有能够沿y轴、x轴水平位移的水平移台，所述水平移台侧部通过夹持机构夹持有小矩形块，所述水平移台上方装设有能够驱动所述水平移台沿z轴旋转的转台，且所述转台装设有用于驱动所述转台带动所述夹持机构俯仰角度调节的促动器；

5、其中，所述水平移台下方装设有光学检测装置，用于完成对小矩形块和全玻璃基板的相对位置、姿态检测。

6、进一步的，所述夹持机构通过能够竖直移动的一维轨道位移平台与所述水平移台固定连接。

7、进一步的，所述转台包括第一基台和平行于所述第一基台的第二基台；

8、所述第一基台与所述水平移台的第一水平位移台固定连接；

9、所述第二基台设置在所述第一基台上方，且第二基台和第一基台之间间隔地连接有柔性铰链和弹簧；

10、其中，所述第二基台相对于两个柔性铰链的一侧装设有一对所述促动器。

11、进一步的，所述促动器包括第一促动器和第二促动器；

12、所述第一促动器和与其中一个所述柔性铰链在水平面上的投影形成在相同一条虚拟轴线上，所述第二促动器和另一个所述柔性铰链在水平面上的投影形成在相同一条虚拟轴线上，两条所述虚拟轴线相互垂直设置；

13、所述第一促动器和所述第二促动器贯穿所述第二基台并与所述第一基台上表面接触。

14、进一步的，所述水平移台包括一维的第一水平移台和第二水平移台；

15、所述第一水平移台上部安装有所述转台连接、下部安装有所述第二水平移台，所述第二水平移台下部安装有基座，所述基座一侧装设有所述夹持机构。

16、进一步的，所述光学检测装置发射出准直激光束能够入射到被粘接小矩形块的下表面和玻璃基板的上表面，两个表面反射的干涉光束入射到分光片、并经过所述分光片反射后的干涉光束入射到四象限探测器和ccd相机。

17、进一步的，所述光学检测装置的光路系统上依次设置在光路上的激光器、两个间隔设置的分光片、以及四象限探测器和ccd相机。

18、进一步的，所述分光片为45°分光片。

19、进一步的，所述夹持机构包括与第二水平移台的基座固连的主体，所述主体底端开设有卡槽，通过所述卡槽卡接地套设在所述小矩形块上方的1/4处，所述主体侧部通过定位件固定所述小矩形块位置。

20、进一步的，所述主体位于所述卡槽上方为镂空结构，以便形成无遮挡的激光信号通道。

21、在上述技术方案中，本发明提供的一种全玻璃激光干涉仪装调检测机构，有益效果；

22、本发明设计的全玻璃激光干涉仪装调检测机构，首先，其装调装置在俯仰角度调节时，都使用到了促动器，所以可以实现对小矩形块1的精密装调，使该全玻璃激光干涉仪装调检测机构装调全玻璃激光干涉仪时，具有分辨率高的优点；

23、其次，由于装调装置采用促动器和精密位移台作为装调输出，其他的辅助机械结构与促动器配合使用，来达到装调的目的。整体结构与现有技术中六足平台相比，结构比较简单，所以可靠性非常高，同时生产成本也要远远小于六足平台。

24、另外，全玻璃激光干涉仪装调检测机构，不仅成本低，使用方便，造价低，使用和维护成本低。国内完全可以自己加工和生产，并且完全满足全玻璃激光干涉仪的装调使用要求，功能完备，可以实现国产化，不用考虑到国外采购，所以生产制造周期短。并且可以保证小矩形块在玻璃基板上的装调精度，以及光学粘接的牢固性、光学稳定性，同时具备实时检测功能，完全满足全玻璃激光干涉仪的生产制造要求。