一种可在线切换光学狭缝的装置的制作方法

本实用新型涉及光学狭缝，具体涉及一种可在线切换光学狭缝的装置。

背景技术：

目前对于激光聚变的研究主要依靠各种光学诊断设备；光栅谱仪是光学诊断中的重要设备，其前端安装狭缝发生衍射，但是，工作中狭缝很容易受到打靶碎片的损伤，需要及时进行更换。目前使用光栅谱仪时，狭缝的损伤情况通常无法获得，当实验结果不理想时才会更换狭缝，且更换狭缝时需要释放真空，并人工操作，而真空的释放和重获需要大量时间，大大降低了光学实验的效率，而且人工操作时操作人员容易受到反应物质的污染。所以针对光栅谱仪，需要在光学实验后能及时检测狭缝的受损情况，并非常需要能够在线切换狭缝且可实时获取狭缝工作状态，以避免人工操作时操作人员受到污染，提高光学实验的效率。

技术实现要素：

本实用新型旨在解决现有技术中存在的光学狭缝的损伤情况无法获得，当实验结果不理想时才会更换狭缝，且更换狭缝时需要释放真空，并需人工操作，而真空的释放和重获需要大量时间，大大降低了光学实验的效率，而且人工操作时操作人员容易受到反应物质污染的技术问题，而提供一种可在线切换光学狭缝的装置。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种可在线切换光学狭缝的装置，其特殊之处在于：包括狭缝支架、狭缝电机、滚珠丝杠、导向杆以及光学狭缝；

所述狭缝支架包括第一u型架、与第一u型架底面垂直连接的第一安装板和第二安装板、设置于第一u型架开口处的狭缝盖板；

所述第一u型架的底面设置有观察窗口，所述狭缝盖板上设置有与观察窗口位置对应的通光窗口，所述观察窗口及通光窗口均位于第一安装板和第二安装板之间；

所述狭缝电机固定于第一安装板上，其输出轴穿过第一安装板后与滚珠丝杠的螺杆一端连接，所述螺杆的另一端与通过轴承第二安装板可转动连接；

所述滚珠丝杠的螺母套装于与螺杆相互平行的导向杆上；

所述导向杆的两端分别固定于第一安装板和第二安装板上；

所述光学狭缝安装于螺母上，光学狭缝的总长度大于其单次使用长度的2倍；

所述通光窗口的长度与光学狭缝的单次使用长度适配。

进一步地，所述狭缝支架上设有用于照亮光学狭缝的led灯带。

进一步地，所述光学狭缝通过狭缝座安装于螺母上；

所述狭缝座上设置有定位销；

所述光学狭缝通过定位销定位，并通过狭缝压紧板压紧。

进一步地，所述狭缝电机的输出轴与螺杆连接处的一侧还设有微动开关；所述微动开关用于反馈光学狭缝的零位信息以控制狭缝电机；

所述螺母上设有与微动开关适配的开关触动板。

进一步地，所述光学狭缝的单次使用长度为4mm；

所述光学狭缝的总长度为20mm。

进一步地，还包括观察装置；

所述观察装置包括观察支架、电动平移台以及观察相机；

所述观察支架与所述第一u型架相连接；

所述电动平移台设置于观察支架的后端上，其平移台面与所述光学狭缝平行；

所述观察相机安装于电动平移台的平移台面上，其观察端与光学狭缝对应。

进一步地，所述观察支架包括相机保护架及设置于相机保护架后端的第二u型架；

所述相机保护架的前端与所述第一u型架的底面外侧连接；

所述电动平移台设置于第二u型架上，电动平移台上的平移导轨与导向杆平行；

所述观察相机通过连接架安装在电动平移台的平移台面上。

进一步地，所述观察支架还包括其上设置有出射窗口的安装基板；

所述相机保护架和第二u型架均设置于安装基板上；

所述相机保护架位于出射窗口的侧方；

所述第二u型架位于出射窗口的下方，第二u型架上两平行面中的一个平行面位于相机保护架的下方。

进一步地，所述连接架包括连接杆和第三u型架；

所述连接杆一端与所述平移台面连接，另一端与第三u型架连接；

所述第三u型架的开口与第二u型架的开口方向垂直；

所述观察相机安装于第三u型架上的两平行面之间；

所述第三u型架上两平行面中的一个平行面上设置有腰形孔；

所述腰形孔内安装有用于固定观察相机的紧定螺钉。

进一步地，所述观察相机包括ccd和安装于ccd上的显微镜头；

所述显微镜头与光学狭缝对应。

本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型设置了总长度大于其单次使用长度的2倍的光学狭缝，在狭缝盖板上设置与光学狭缝的单次使用长度对应的通光窗口，并通过狭缝电机及滚珠丝杠驱动光学狭缝移动，实现通光窗口处的单次使用光学狭缝的在线切换；光学狭缝的总长度越长，该可在线切换光学狭缝的装置的可切换次数越多；每次切换均无需真空释放及再次获取，无需人工操作，方便快捷，节约实现成本且提高了光学实验效率，不会对操作人员造成伤害。

2.本实用新型在第一安装板和第二安装板之间设置了套装于螺母内的导向杆；使得安装于螺母上的光学狭缝的移动直线性较好，没有引入不确定性，提高了狭缝切换的重复定位精度，故实验的可靠性大大提高。

3.本实用新型在狭缝支架上还设置了微动开关，并在螺母上设置了开关触动板；微动开关用于确定光学狭缝的初始位置，当光学狭缝向微动开关一方移动时，开关触动板一旦触动微动开关，则狭缝电机立刻停止运动，避免了螺母运动过度，导致卡死。

4.本实用新型在狭缝支架的后端还设置了观察装置，该观察装置可用于每次实现后检验光学狭缝是否完整无损；若有损伤，及时切换；便于下次实验顺利开展，进一步提高了实验效率。

5.本实用新型通过电动平移台安装观察相机，当需要检验光学狭缝时通过电动平移台将观察相机平移至其镜头与通光窗口对应的位置；当进行实验时，通过电动平移台将观察相机平移至相机保护架内，既避免了观察相机挡光，也对观察相机进行了保护。

6.本实用新型将观察相机安装于第三u型架上，并在第三u型架上设置了腰形孔，腰形孔内设置了紧定螺钉，由此可根据具体使用情况对观察相机的位置进行微调。

7.本实用新型的观察相机由ccd和显微镜头组成，其观察精度更高，观察结果更准确。

附图说明

图1是本实用新型一种可在线切换光学狭缝的装置结构示意图(未显示狭缝盖板)；

图2是图1未显示光学狭缝、狭缝座、定位销和狭缝压紧板的结构示意图；

图3是图2另一个角度的局部剖视结构示意图；

图4是包含有观察装置的一种可在线切换光学狭缝的装置结构示意图；

图5是图3的正视图。

图中：

1-狭缝支架，11-第一u型架，12-第一安装板，13-第二安装板，131-轴承，14-狭缝盖板，141-通光窗口，15-led灯带；

2-狭缝电机；

3-滚珠丝杠，31-螺杆，32-螺母；

4-导向杆；

5-光学狭缝，51-狭缝座，52-定位销，53-狭缝压紧板；

6-微动开关，61-开关触动板；

7-观察装置，71-观察支架，711-相机保护架，712-第二u型架，713-安装基板，713.1-出射窗口，72-电动平移台，721-平移导轨，73-观察相机，731-ccd，732-显微镜头，74-连接架，741-连接杆，742-第三u型架，742.1-腰形孔，742.2-紧定螺钉；

8-直线轴承。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的一种可在线切换光学狭缝的装置作进一步详细说明。根据下面具体实施方式，本实用新型的优点和特征将更清楚。需要说明的是：附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的；其次，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。

实施例1：

本实施例的一种可在线切换光学狭缝的装置，如图1所示，包括狭缝支架1、狭缝电机2、滚珠丝杠3、导向杆4以及光学狭缝5；

狭缝支架1包括第一u型架11、与第一u型架11底面垂直连接的第一安装板12和第二安装板13、设置于第一u型架11开口处的狭缝盖板14；第一u型架11的底面设置有观察窗口，狭缝盖板14上设置有通光窗口141；

结合图2、图3所示，狭缝电机2固定于第一安装板12上，其输出轴穿过第一安装板12后与滚珠丝杠3的螺杆31一端连接，螺杆31的另一端与第二安装板13通过轴承131可转动连接；滚珠丝杠3的螺母32上端套装于螺杆31上，下端通过直线轴承8套装于导向杆4上；螺杆31与导向杆4相互平行；导向杆4的两端分别固定于第一安装板12和第二安装板13上；

光学狭缝5通过狭缝座51安装于螺母32前端端面的上方，狭缝座51上设置有定位销52；光学狭缝5通过定位销52定位，并通过狭缝压紧板53压紧；光学狭缝5的位置分别与观察窗口及通光窗口141对应，其长度大于其单次使用长度的2倍，使其至少可以切换一次；通光窗口141的长度与单次使用长度适配，通常略大于单次使用长度。

具体的，光学狭缝5为细长缝，缝宽约0.05mm，其单次使用长度为4mm；光学狭缝5的总长度为20mm；当光学狭缝5的第一个4mm单次使用长度有损坏时，可通过狭缝电机2驱动螺母转动，并带动狭缝座51沿导向杆4运动，使光学狭缝5的第二个4mm单次使用长度与通光窗口141对应，由此实现光学狭缝的在线切换，20mm的光学狭缝5使得该装置可实现五次切换。根据实际使用环境，还可适当增加或减小其长度。

螺母32前端端面的下方安装有开关触动板61，狭缝电机2的输出轴与螺杆31连接处(即光学狭缝的初始位置)的一侧设有用微动开关6；微动开关6用于反馈光学狭缝5的零位，微动开关6与狭缝电机2通过控制系统连接；使用中，当螺母32带动光学狭缝5运动至零位时，开关触动板61触动微动开关6，则微动开关6将光学狭缝5的零位信息反馈于控制系统，控制系统控制狭缝电机2立即停止工作，避免螺母32运动过量，造成故障。

狭缝支架1上粘贴有用于照亮光学狭缝的led灯带15。led灯带15为光学狭缝5的检测提供均匀照明。

实施例2：

本实施例的本实施例的一种可在线切换光学狭缝的装置，结合图4和图5所示，其结构基本与实施例1相同，与实施例1不同的是在第一u型架11的底面外侧还设置了观察装置7；

该观察装置7包括观察支架71、电动平移台72以及观察相机73；

观察支架71包括相机保护架711、第二u型架712以及安装基板713；

如图4所示，相机保护架711的后端安装于安装基板713的右上方；安装基板713的左上方设置用于出射光源的出射窗口713.1，第二u型架712的底面外侧安装于安装基板713的下方，第二u型架712的左部位于出射窗口713.1下方，右部位于相机保护架711的下方；

相机保护架711的前端与第一u型架11的底面外侧连接；电动平移台72设置于第二u型架712上，电动平移台72的平移导轨721安装于第二u型架712的两平行面之间，平移导轨721与导向杆4相互平行，使得电动平移台72的平移台面与光学狭缝5平行；所述平移台面与连接架74中的连接杆741一端连接，连接杆741另一端与第三u型架742连接；第三u型架742的开口向上，并与第二u型架712的开口方向垂直；观察相机73安装于第三u型架742上的两平行面之间；其观察端与光学狭缝5对应，便于观察；

平移导轨721的长度大于导向杆4的长度，使得观察相机73可以移动至与通光窗口141对应，便于观察与通光窗口141对应的光学狭缝单次使用段。

由此，每次试验结束后通过电动平移台72将观察相机73平移出至与通光窗口141对应，并通过观察相机73观察与通光窗口141对应的光学狭缝是否有损，若有损，则驱动狭缝电机2切换光学狭缝5的单次使用段；便于下次实验快速开展；若无损，将观察相机73平移至相机保护架711内，避免其挡光，并对其进行保护。

第三u型架742上两平行面中的一个平行面上设置有腰形孔742.1；腰形孔742.1内安装有用于固定观察相机73的紧定螺钉742.2。使得观察相机73的安装位置可微调。

优选地，观察相机73包括ccd731和安装于ccd731上的；显微镜头732与光学狭缝5对应。

本实用新型一种可在线切换光学狭缝的装置，其工作工作过程如下：

1.在离线状态时驱动电动平移台72，使ccd731及显微镜头732到达与通光窗口141对应的位置，同时驱动狭缝电机2使光学狭缝5中某一段与通光窗口141位置对应；

2.打开led灯带18，通过ccd731及显微镜头732观察光学狭缝5到达指定位置后，狭缝电机2断电，驱动电动平移台72使ccd731及显微镜头732回到初始位置；

3.在线使用时，将本实用新型的可在线切换光学狭缝的装置安装在光栅谱仪主体前端进行光学实验；

4.一次实验后，打开led灯带15，驱动电动平移台72到工作位置，观光学狭缝5的受损情况；

若光学狭缝5受损严重，驱动狭缝电机2使光学狭缝5做直线运动，通过ccd731及显微镜头732观察确认光学狭缝5中另一段完好狭缝与通光窗口141位置对应，狭缝电机2断电；

若光学狭缝5没有受损，则驱动电动平移台72，使ccd731及显微镜头732回到初始位置；关闭led灯带15，完成一次狭缝在线检测及切换。

本实用新型能在线检测光学狭缝状态及在线切换光学狭缝，不需改变实验环境(如释放真空条件下采用人工切换光学狭缝)，解决了类似物理实验中狭缝状态的监测及切换难题，提高了光栅谱仪的工作效率。