用于激光加速器的真空光学平台隔振装置及隔振方法

本发明涉及一种光学平台隔振装置，尤其是一种用于激光加速器的真空光学平台隔振装置，涉及光学仪器。

背景技术：

1、激光驱动的粒子加速是通过超高光强的脉冲激光打靶，产生超强静电场来加速靶中粒子的一种方法，该方法加速梯度远高于传统加速器，仅需数十微米加速距离就可将质子能量加速到百兆电子伏量级。

2、在该方法中，激光的稳定性和可靠性是影响激光加速的关键。通常情况下，激光传输至打靶点需要经过数十米的距离，在该距离内，需要经过数个反射镜来改变激光的方向，并最终通过聚焦元件将激光汇聚到几微米的光斑尺度，完成打靶。在以上过程中，任何一个聚焦光学元件、反射镜的振动都会导致激光的抖动，并造成聚焦后打靶点处激光的不稳定，给激光加速带来灾难后果。

3、激光加速器中的反射镜等精密光学元件通常安装在光学平台上，并通过真空腔体包裹，达到激光加速所必须的真空环境。因此，光学平台的隔振效果将直接影响到反射镜，以及后续激光的稳定性。现有的光学平台隔振装置隔振效果较差，在光学平台附近存在地面振动激励源时，例如真空泵组、空调机组、汽车地铁等交通振动时，隔振装置难以将激光的抖动幅度控制在20μrad(约4″)以下，对激光打靶的效果造成较大干扰。

4、由于上述原因，有必要研究一种真空光学平台隔振装置，降低地面振动对光学平台上光学元件的振动影响。

技术实现思路

1、为了克服上述问题，本发明人进行了深入研究，设计出一种用于激光加速器的真空光学平台隔振装置，包括光学平台1、真空腔2和平台支撑腿3，

2、在真空腔2底部具有支撑孔21；所述光学平台1为平板状，置于真空腔2中；

3、所述平台支撑腿3穿过支撑孔21，平台支撑腿3的上端与光学平台1接触，下端与地面连接，所述支撑孔21与平台支撑腿3之间设置有波纹管22。

4、在一个优选的实施方式中，所述平台支撑腿3具有隔振段31，所述隔振段31为钢材混凝土结构。

5、在一个优选的实施方式中，所述隔振段31包括围筒311和上盖312，所述围筒311和上盖312为钢材，组成封闭壳体；

6、在围筒311上设置有混凝土注入口3111，通过混凝土注入口3111向围筒311内部注入混凝土，通过混凝土将围筒311和上盖312固结为一体。

7、在一个优选的实施方式中，在围筒311或上盖312上设置有多根钢筋313，多根钢筋313插入围筒311和上盖312组成的壳体内部混凝土中。

8、在一个优选的实施方式中，所述平台支撑腿3具有高度调节组件32，用于调节平台支撑腿3的高度。

9、在一个优选的实施方式中，所述高度调节组件32包括螺杆座321和调节环322，所述螺杆座321与调节环322螺纹连接，通过旋拧调节环322实现高度调节组件32高度的调整。

10、在一个优选的实施方式中，所述高度调节组件32设置在隔振段31的上端、波纹管22的下端。

11、所述平台支撑腿3上端为支撑杆33，支撑杆33顶端与光学平台1可拆卸的固定连接。

12、在一个优选的实施方式中，所述支撑杆33包括法兰座331、调节柱332和固定螺栓333，所述光学平台1具有安装槽11，安装槽11上设置有内螺纹；

13、所述法兰座331上端具有凹槽3311，所述调节柱332下端插入凹槽3311中，调节柱的上端具有与安装槽11内螺纹相匹配的外螺纹，在法兰座311和调节柱332上设置有螺栓孔，使得固定螺栓333能够将法兰座311和调节柱332固定在一起。

14、另一方面，本发明还提供了一种用于激光加速器的真空光学平台隔振方法，通过钢材混凝土结构的隔振段隔绝大地振动。

15、在一个优选的实施方式中，通过波纹管隔绝真空腔振动。

16、本发明所具有的有益效果包括：

17、(1)可有效衰减激励源振动，提高光学平台抗外界振动干扰能力；

18、(2)能够使得激光的抖动幅度小于10μrad以下，极大提高了激光打靶的稳定性。

技术特征：

1.一种用于激光加速器的真空光学平台隔振装置，其特征在于，包括光学平台(1)、真空腔(2)和平台支撑腿(3)，

2.根据权利要求1所述的用于激光加速器的真空光学平台隔振装置，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的用于激光加速器的真空光学平台隔振装置，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的用于激光加速器的真空光学平台隔振装置，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的用于激光加速器的真空光学平台隔振装置，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的用于激光加速器的真空光学平台隔振装置，其特征在于，

7.根据权利要求5所述的用于激光加速器的真空光学平台隔振装置，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的用于激光加速器的真空光学平台隔振装置，其特征在于，

9.一种用于激光加速器的真空光学平台隔振方法，采用如权利要求1-8之一所述隔振装置实现，其特征在于，

10.根据权利要求9所述的用于激光加速器的真空光学平台隔振方法，其特征在于，

技术总结
本发明公开了一种用于激光加速器的真空光学平台隔振装置，包括光学平台(1)、真空腔(2)和平台支撑腿(3)，在真空腔(2)底部具有支撑孔(21)；所述光学平台(1)为平板状，置于真空腔(2)中；所述平台支撑腿(3)穿过支撑孔(21)，平台支撑腿(3)的上端与光学平台(1)接触，下端与地面连接，所述支撑孔(21)与平台支撑腿(3)之间设置有波纹管(22)。本发明提供的用于激光加速器的真空光学平台隔振装置，可有效衰减激励源振动，提高光学平台抗外界振动干扰能力。

技术研发人员：赵家瑞,马文君,徐圣宣,颜学庆
受保护的技术使用者：北京大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15