CN103278925A - 变形镜中间式水冷散热机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变形镜中间式水冷散热机构，包括：镜体、热沉、致动元件和两个水接头，热沉内设有用于盛放冷却液的盛放槽，热沉上设有与盛放槽连通的进水口和出水口，热沉位于镜体的正下方。致动元件上设有多个致动腿，多个致动腿分别穿过热沉与镜体的下表面接触以通过控制每个致动腿的致动量控制镜体的形变量。两个水接头分别与进水口和出水口连通。根据本发明实施例的变形镜中间式水冷散热机构，穿过镜体的激光的热量会被热沉中的冷却液吸收，且热传导效率高，避免了致动元件被该穿过镜体的激光照射而影响致动元件的工作性能，从而镜体的形变量不受温度浮动的影响，提高了变形镜的稳定性，且该变形镜中间式水冷散热机构结构简单。

Description

变形镜中间式水冷散热机构

技术领域

本发明涉及变形镜领域，尤其是涉及一种变形镜中间式水冷散热机构。

背景技术

变形镜，又称变形反射镜，主要运用于各种自适应光学系统之中，作为波前校正器件校正波前误差，在自适应光学系统中起着极其重要的作用，是自适应光学系统中的重要部件之一，变形镜的研究和发展关系到整个自适应光学系统的校正能力和校正精度。

但现在使用的变形镜机构也有其设计局限性，当所要处理的激光对其工作面进行照射时，变形镜的致动元件就会被少部分的残余激光照射而迅速升温，使基座连同各配件产生膨胀甚至使致动元件受损失效。甚至微小的温度波动也会影响变形镜面的形变量。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种可保证镜体的形变量不受温度浮动的影响的变形镜中间式水冷散热机构。

根据本发明实施例的变形镜中间式水冷散热机构，包括：镜体；热沉，所述热沉内设有用于盛放冷却液的盛放槽，所述热沉上设有与所述盛放槽连通的进水口和出水口，所述热沉位于所述镜体的正下方；致动元件，所述致动元件上设有多个致动腿，所述多个致动腿分别穿过所述热沉与所述镜体的下表面接触以通过控制每个致动腿的致动量控制所述镜体的形变量；两个水接头，所述两个水接头分别与所述进水口和所述出水口连通。

根据本发明实施例的变形镜中间式水冷散热机构，通过设有热沉，穿过镜体的激光的热量会被热沉中的冷却液吸收，且热传导效率高，避免了致动元件被该穿过镜体的激光照射而影响致动元件的工作性能，从而该变形镜中间式水冷散热机构中的镜体的形变量不受温度浮动的影响，提高了变形镜的稳定性，且该变形镜中间式水冷散热机构结构简单。

另外，根据本发明的变形镜中间式水冷散热机构还具有如下附加技术特征：

具体地，所述热沉包括：本体，所述本体的上表面上设有蜿蜒延伸的盛放槽；顶盖，所述顶盖设在所述本体上以封闭所述盛放槽，所述本体和所述顶盖上设有多个依次贯穿所述本体和所述顶盖的通孔，所述多个通孔分别与所述多个致动腿配合。从而使得热沉结构简单，且蜿蜒延伸的盛放槽可提高冷却液的储存量，进而提高热沉的散热效果。

进一步地，所述顶盖形成为波浪形状。从而可提高热沉与激光的接触面积，使激光和热沉的接触更充分，以提高热量的吸收量。

可选地，所述顶盖形成为锯齿波形。

具体地，每个所述通孔的直径略大于相应的所述致动腿的直径。从而保证热沉不与致动腿接触，进而避免由于致动腿与热沉产生摩擦而造成致动量的反馈计算不准确，且可保证冷却液在热沉中流动产生的震动不传递给镜体。

在本发明的一些实施例中，所述镜体的下表面设有多个连接腿，所述多个连接腿分别与所述多个致动腿相连。从而便于镜体与致动元件之间的装配。

可选地，所述进水口和所述出水口设在所述热沉的相对侧壁上。

在本发明的一些实施例中，每个所述水接头包括：第一筒体，所述第一筒体装配在相应的所述进水口或所述出水口上；第二筒体，所述第二筒体从所述第一筒体的一端向外延伸，所述第二筒体的内径小于所述第一筒体的内径；环形凸起，所述环形凸起设在所述第二筒体的邻近所述第一筒体的一端上。从而可提高水接头与相应的进水口或出水口之间的密封性。

可选地，每个所述水接头为一体成型件。从而便于水接头的加工成型。

优选地，所述热沉为金属件。从而可利于热量的传导，且不容易腐蚀。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明一个实施例的变形镜中间式水冷散热机构的示意图；

图2为图1所示的变形镜水冷散热机构的剖面图；

图3为图1所示的变形镜中间式水冷散热机构的分解示意图；

图4为根据本发明实施例的变形镜中间式水冷散热机构中的热沉的本体装配有水接头时的示意图；

图5为根据本发明另一个实施例的变形镜中间式水冷散热机构的示意图。

附图标记：

变形镜中间式水冷散热机构100、镜体1、热沉2、盛放槽20、进水口21、出水口22、本体23、顶盖24、通孔25、致动元件3、致动腿30、水接头4、第一筒体40、第二筒体41、环形凸起42、连接腿5

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

下面参考图1-图5描述根据本发明实施例的一种变形镜中间式水冷散热机构100。

根据本发明实施例的变形镜中间式水冷散热机构100，如图1-图5所示，包括：镜体1、热沉2、致动元件3和两个水接头4，其中，镜体1的上表面为抛光面即为工作面，该镜体1可微量变形并能反射激光，即镜体1为变形镜。热沉2内设有用于盛放冷却液的盛放槽20，热沉2上设有与盛放槽20连通的进水口21和出水口22，热沉2位于镜体1的正下方，其中，冷却液可为水。优选地，热沉2为金属件，进一步地，热沉2可为不锈钢件，从而可利于热量的传导，且不容易腐蚀。具体地，进水口21和出水口22设在热沉2的相对侧壁上。

致动元件3上设有多个致动腿30，多个致动腿30分别穿过热沉2与镜体1的下表面接触以通过控制每个致动腿30的致动量控制镜体1的形变量，其中，值得说明的是，当多个致动腿30穿过热沉2与镜体1的下表面接触，每个致动腿30与热沉2配合时应保证每个致动腿30上下移动时不与热沉2产生摩擦，以避免致动量的反馈计算不准确，且可保证冷却液在热沉2中流动产生的震动不传递给镜体1。也就是说，热沉2位于致动元件3和镜体1之间，本发明中可采用任何方式将热沉2固定在致动元件3和镜体1之间。

具体地，致动元件3驱动其中一个致动腿30在上下方向上移动时，致动腿30的致动力传播到镜体1上以使得镜体1上的与相应的致动腿30对应的部分变形，从而控制镜体1的形变量。即每个致动腿30对应一个致动点。

更具体地，致动元件3可与光路的探测机构电气相连以根据探测机构输出的信号控制相应的致动腿30的致动量。致动元件3可包括基座和各种配件，致动元件3可控制每个致动腿30的上下移动的致动量，且该致动元件3不仅可控制每个致动腿30单独移动，致动元件3还可控制多个致动腿30同时移动。其中，致动元件3的工作原理等已为本领域的技术人员所熟知，这里就不详细描述。

两个水接头4分别与进水口21和出水口22连通，也就是说，一个水接头4与进水口21连通，另一个水接头4与的出水口22连通，同时该两个水接头4分别与变形镜中间式水冷散热机构100外围的水管连通以形成外循环系统，使得从进水口21进入到盛放槽20内的冷却液从出水口22排出，同时该外围的水管还可起到支撑热沉2的作用以保证热沉2位于镜体1和致动元件3之间。

变形镜中间式水冷散热机构100工作时，激光照射在镜体1的上表面上，光路的探测机构对照射的激光进行采样并对其波前阵面进行计算，将计算结果实时反馈给致动元件3，致动元件3按照阵面强度分布计算各致动点的致动量，以控制镜体1的形变量。照射在镜体1表面的大部分激光被反射走，少量残余激光穿过镜体1照射在热沉2上，此时热沉2的盛放槽20内的冷却液对激光照射产生的热量进行吸收，并通过外循环系统将热量转移出变形镜中间式水冷散热机构100。

根据本发明实施例的变形镜中间式水冷散热机构100，通过设有热沉2，穿过镜体1的激光的热量会被热沉2中的冷却液吸收，且热传导效率高，避免了致动元件3被该穿过镜体1的激光照射而影响致动元件3的工作性能，从而该变形镜中间式水冷散热机构100中的镜体1的形变量不受温度浮动的影响，提高了变形镜的稳定性，且该变形镜中间式水冷散热机构100结构简单。

具体地，如图1-图5所示，热沉2包括本体23和顶盖24，其中，本体23的上表面上设有蜿蜒延伸的盛放槽20，顶盖24设在本体23上以封闭盛放槽20，本体23和顶盖24上设有多个依次贯穿本体23和顶盖24的通孔25，多个通孔25分别与多个致动腿30配合，也就是说，冷却液在盛放槽20内流通，且盛放槽20避开通孔25的位置蜿蜒延伸，每个通孔25依次贯穿本体23和顶盖24，每个致动腿30穿过相应的通孔25与镜体1的下表面接触以控制镜体1的形变量。从而使得热沉2结构简单，且蜿蜒延伸的盛放槽20可提高冷却液的储存量，进而提高热沉2的散热效果。具体地，每个通孔25的直径略大于相应的致动腿30的直径，从而保证热沉2不与致动腿30接触，进而避免由于致动腿30与热沉2产生摩擦而造成致动量的反馈计算不准确，且可保证冷却液在热沉2中流动产生的震动不传递给镜体1。

进一步地，如图5所示，为了提高热沉2与激光的接触面积，使激光和热沉2的接触更充分，以提高热量的吸收量，热沉2的顶盖24形成为波浪形状，在图5的示例中，顶盖24形成为锯齿波形。当然本发明不限于此，在图1-图3的示例中，热沉2的顶盖24还可形成为平板状。

在本发明的一些实施例中，如图2所示，镜体1的下表面上设有多个连接腿5，多个连接腿5分别与多个致动腿30相连，也就是说，每个连接腿5分别与相应的一个致动腿30相连，从而便于镜体1与致动元件3之间的装配。其中，多个连接腿5可采用铣工艺设在镜体1的下表面上。

根据本发明的一些实施例，如图2所示，每个水接头4包括：第一筒体40、第二筒体41和环形凸起42，其中，第一筒体40装配在相应的进水口21或出水口22上，第二筒体41从第一筒体40的一端向外延伸，第二筒体41的内径小于第一筒体40的内径，环形凸起42设在第二筒体41的邻近第一筒体40的一端上，此时，将水接头4装配在相应的进水口21或出水口22上时，环形凸起42的邻近第一筒体40的侧壁与热沉2的外侧壁接触，从而可提高水接头4与相应的进水口21或出水口22之间的密封性。具体地，每个水接头4为一体成型件。

下面参考图1-图5描述根据本发明优选实施例的变形镜中间式水冷散热机构100的装配过程。

首先，将热沉2上的多个通孔25分别对准致动元件3上的多个致动腿30，将热沉2穿过多个致动腿30，穿过后保证热沉2不与多个致动腿30产生接触，然后将热沉2固定在相应的位置。

接着将每个水接头4的第一筒体40上缠上生料带，再将第一筒体40旋入到热沉2上的相应的进水口21或出水口22内。旋紧后往热沉2内通水一段时间，以检测热沉2的水密性是否合格。当检查合格后，再将镜体1上的多个连接腿5对准多个致动腿30，将镜体1安装在致动元件3的致动腿30上，从而安装完毕。具体地，多个连接腿5和相应的多个致动腿30之间可采用结构胶固定连接。

根据本发明实施例的变形镜中间式水冷散热机构100，一共由三个功能部件组成，分别是工作件、散热件和连接件，其中，工作件包括镜体1，其是变形镜中间式水冷散热机构100的核心部件，激光通过镜体1得到整形和反射。散热件包括热沉2，其是变形镜中间式水冷散热机构100的核心部件。连接件包括水接头4，水接头4起到连接热沉2和外围的水管的作用，从而通过这种设计可大大方便了变形镜中间式水冷散热机构100的维修和更换，有利于大口径变形镜的散热，有利于提高散热量和转换效率，热传导效率高，保证了变形镜的形变量不受温度浮动的影响，提高变形镜的稳定性，且本变形镜中间式水冷散热机构100结构紧凑。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种变形镜中间式水冷散热机构，其特征在于，包括：

镜体；

热沉，所述热沉内设有用于盛放冷却液的盛放槽，所述热沉上设有与所述盛放槽连通的进水口和出水口，所述热沉位于所述镜体的正下方；

致动元件，所述致动元件上设有多个致动腿，所述多个致动腿分别穿过所述热沉与所述镜体的下表面接触以通过控制每个致动腿的致动量控制所述镜体的形变量；

两个水接头，所述两个水接头分别与所述进水口和所述出水口连通。

2.根据权利要求1所述的变形镜中间式水冷散热机构，其特征在于，所述热沉包括：

本体，所述本体的上表面上设有蜿蜒延伸的盛放槽；

顶盖，所述顶盖设在所述本体上以封闭所述盛放槽，所述本体和所述顶盖上设有多个依次贯穿所述本体和所述顶盖的通孔，所述多个通孔分别与所述多个致动腿配合。

3.根据权利要求2所述的变形镜中间式水冷散热机构，其特征在于，所述顶盖形成为波浪形状。

4.根据权利要求3所述的变形镜中间式水冷散热机构，其特征在于，所述顶盖形成为锯齿波形。

5.根据权利要求2所述的变形镜中间式水冷散热机构，其特征在于，每个所述通孔的直径略大于相应的所述致动腿的直径。

6.根据权利要求1所述的变形镜中间式水冷散热机构，其特征在于，所述镜体的下表面设有多个连接腿，所述多个连接腿分别与所述多个致动腿相连。

7.根据权利要求1所述的变形镜中间式水冷散热机构，其特征在于，所述进水口和所述出水口设在所述热沉的相对侧壁上。

8.根据权利要求1所述的变形镜中间式水冷散热机构，其特征在于，每个所述水接头包括：

第一筒体，所述第一筒体装配在相应的所述进水口或所述出水口上；

第二筒体，所述第二筒体从所述第一筒体的一端向外延伸，所述第二筒体的内径小于所述第一筒体的内径；

环形凸起，所述环形凸起设在所述第二筒体的邻近所述第一筒体的一端上。

9.根据权利要求8所述的变形镜中间式水冷散热机构，其特征在于，每个所述水接头为一体成型件。

10.根据权利要求1所述的变形镜中间式水冷散热机构，其特征在于，所述热沉为金属件。

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