CN105234131A - 一种用于去除光机元件表面微量有机污染物的烘烤装置 - Google Patents

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贾宝申
吕海兵
王洪彬
周国瑞
刘昊
程晓锋
袁晓东
牛龙飞
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Abstract

本发明提供了一种用于去除光机元件表面微量有机污染物的烘烤装置。该烘烤装置利用低真空烘烤方式，通过红外烘烤灯烘烤出金属或熔石英光机元件表面或亚表面的有机污染物，并将有机污染物利用微量循环空气带出真空箱。该烘烤装置使用空气过滤器和AMC过滤器，避免了空气中的颗粒及有机物对光机元件表面的二次污染；该烘烤装置通过调节真空压力及烘烤温度，可以在确保在光机元件性能不变的情况下去除光机元件表面或者亚表面有机污染物，同时达到较高的洁净度等级。本发明的烘烤装置具有有机污染物去除效果好、结构简单、不引入二次污染、易于使用的优点，可拓展适用于航空、航天等对洁净度要求比较高的领域。

Description

一种用于去除光机元件表面微量有机污染物的烘烤装置
技术领域
本发明属于光机元件表面微量有机污染物去除领域，具体涉及一种用于去除光机元件表面微量有机污染物的烘烤装置。
背景技术
高强度激光在许多高新技术领域中得到广泛应用，是当代各国竞相研究的重要领域。随着强激光技术的不断发展，特别是惯性约束核聚变系统的研制，光学系统各个单元器件所要求承受的功率密度越来越高。在实际运行当中，由于运行环境的影响，熔石英光学元件和金属机械元件表面会造成各种污染。激光损伤与微缺陷有着密切的关系，微缺陷是产生激光损伤的重要诱因，大多数的激光损伤都是从缺陷点处开始发生并逐渐向外发展的，因此高通量激光装置的光学元件在系统高通量运行时，光学元件表面的杂质污染物，形成杂质缺陷或镀膜后的节瘤缺陷，将导致高抛光度的玻璃或镀膜表面损伤，降低光学元件的损伤阈值，另外光学元件表面残留的有机污染物不仅产生有机吸收和热透镜等效应降低损伤阈值，也会降低光学元件膜层的附着力。因此，为了适应更高通量的需求，要求光学元件有更高的激光损伤阈值，这就要求光学元件具有很高的洁净度。
高功率激光装置中的光学元件都安装在机械元件之上，机械元件的洁净度直接关系到光学元件的表面洁净度。通常将光学元件和机械元件统称为光机元件，因此，保障光机元件的洁净度是十分必要的。为了保证清洗方法在实践加工中切实可行，而且保障清洗手段对光机元件有高效的洁净能力。近年来，国内外已经发展了诸多新清洗技术，如机械清洗技术、激光清洗技术、超声波和兆声波清洗技术等。
有机污染物由于分子链较长，附着力较大，比较难于去除。机械清洗和激光清洗会造成光机元件表面的损伤，而超声和兆声清洗技术目前还不能有效去除光机元件表面或者亚表面的微量有机污染物。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于去除光机元件表面微量有机污染物的烘烤装置。
本发明的用于去除光机元件表面微量有机污染物的烘烤装置，包括红外烘烤系统、微量空气循环系统和控制系统；
所述的红外烘烤系统包括红外烘烤灯、真空箱体和工作台；所述的红外烘烤灯布置在真空箱体内壁的四周，工作台安装在真空箱体腔内的底部；
所述的微量空气循环系统包括风机、空气管道、密封壳体、空气过滤器、AMC过滤器、气体管道Ⅰ、气体阀门、气体管道Ⅱ和真空机组；所述的空气过滤器和AMC过滤器顺序连接，封装在密封壳体内；所述的风机、空气管道、密封壳体、气体管道Ⅰ、真空箱体、气体管道Ⅱ、真空机组顺序连接；所述的气体阀门安装在气体管道Ⅰ上；
所述的控制系统包括温度控制器、真空测量仪和时间控制器，安装在真空箱体的上部，控制真空箱体的温度、测量真空箱体的真空度，控制烘烤时间。
所述的气体管道Ⅰ设置在真空箱体的侧上方，气体管道Ⅱ设置在真空箱体的侧下方。
所述的空气管道、密封壳体、气体管道Ⅰ、真空箱体和气体管道Ⅱ的材质为不锈钢。
所述的空气管道、气体管道Ⅰ、真空箱体和气体管道Ⅱ内壁平面度小于等于0.5微米。
所述的真空箱体中的温度调节范围为0℃-100℃，控温精度为±0.1℃。
所述的真空箱体的真空度通过气体阀门和真空机组调整，真空度大于等于100Pa。
本发明的用于去除光机元件表面微量有机污染物的烘烤装置的工作过程如下：
a.将光机元件放置在真空箱体中的工作台上，关闭真空箱体；
b.所有设备通电；
c.风机工作后，产生的气流经过空气管道进入密封壳体，经过密封壳体中的空气过滤器、AMC过滤器过滤后成为洁净气体，洁净气体经过气体管道Ⅰ进入真空箱体，真空箱体内部的红外烘烤灯烘烤光机元件，烘烤产生的微量有机污染物通过气体管道Ⅱ被气流带走，气流经过真空机组排出；
d.根据需要，调节气体阀门控制气流大小，调节气体阀门和真空机组控制真空箱体的真空度，重复步骤c直至完成；
e.关闭电源，取出光机元件。
本发明的用于去除光机元件表面微量有机污染物的烘烤装置利用低真空烘烤的方式可以去除光机元件表面残余的微量有机物，解决了目前现有的清洗方法不能有效去除光机元件表面或亚表面面微量有机污染物的问题，达到较高的洁净度等级。本发明的用于去除光机元件表面微量有机污染物的烘烤装置通过调节真空压力及烘烤温度，可以在确保光机元件性能不变的情况下去除表面或者亚表面有机物，适用于洁净度要求较高的光机表面有机物的去除，去除效果较好，结构简单，不引入二次污染，易于使用。本发明的用于去除熔石英光学元件或金属机械元件表面微量有机污染物的烘烤装置可拓展适用于航空、航天等对洁净度要求比较高的领域。
附图说明
图1为本发明的用于去除光机元件表面微量有机污染物的烘烤装置的结构示意图；
图中，1.风机2.空气管道3.密封壳体4.空气过滤器5.AMC过滤器6.气体管道Ⅰ7.气体阀门8.真空箱体9.工作平台10.温度控制器11.真空测量仪12.时间控制器13.红外烘烤灯14.真空机组15.气体管道Ⅱ。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明。
以下实施例仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。有关技术领域的人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化、替换和变型，因此同等的技术方案也属于本发明的范畴。
实施例1
参见图1。本发明的用于去除光机元件表面微量有机污染物的烘烤装置，包括红外烘烤系统、微量空气循环系统和控制系统；
所述的红外烘烤系统包括红外烘烤灯13、真空箱体8和工作台9；所述的红外烘烤灯13布置在真空箱体8内壁的四周，工作台9安装在真空箱体7腔内的底部；
所述的微量空气循环系统包括风机1、空气管道2、密封壳体3、空气过滤器4、AMC过滤器5、气体管道Ⅰ6、气体阀门7、气体管道Ⅱ15和真空机组14；所述的空气过滤器4和AMC过滤器5顺序连接，封装在密封壳体3内；所述的风机1、空气管道2、密封壳体3、气体管道Ⅰ6、真空箱体8、气体管道Ⅱ15、真空机组14顺序连接；所述的气体阀门7安装在气体管道Ⅰ6上；
所述的控制系统包括温度控制器10、真空测量仪11和时间控制器12，安装在真空箱体8的上部，控制真空箱体8的温度、测量真空箱体8的真空度，控制烘烤时间。
所述的气体管道Ⅰ6设置在真空箱体8的侧上方，气体管道Ⅱ15设置在真空箱体8的侧下方。
所述的空气管道2、密封壳体3、气体管道Ⅰ6、真空箱体8和气体管道Ⅱ15的材质为不锈钢。
所述的空气管道2、气体管道Ⅰ6、真空箱体8和气体管道Ⅱ15内壁平面度小于等于0.5微米。
所述的真空箱体8中的温度调节范围为0℃-100℃，控温精度为±0.1℃。
所述的真空箱体8的真空度通过气体阀门7和真空机组14调整，真空度大于等于100Pa。
本实施例的用于去除光机元件表面微量有机污染物的烘烤装置的工作过程如下：
a.将光机元件放置在真空箱体8中的工作台9上，关闭真空箱体8；
b.所有设备通电；
c.风机工作后，产生的气流经过空气管道2进入密封壳体3，经过密封壳体3中的空气过滤器4、AMC过滤器5过滤后成为洁净气体，洁净气体经过气体管道Ⅰ6进入真空箱体8；
d.利用温度控制器10、真空测量仪11调节控制真空箱体8中的温度为50℃，控温精度为±0.1℃，真空度为100Pa，打开红外烘烤灯13烘烤光机元件30分钟，烘烤产生的微量有机污染物通过气体管道Ⅱ15被气流带走，气流经过真空机组14排出；
e.利用温度控制器10、真空测量仪11调节控制真空箱体8中的温度为80℃，控温精度为±0.1℃，真空度为1000Pa，红外烘烤灯13烘烤光机元件20分钟，烘烤产生的微量有机污染物通过气体管道Ⅱ15被气流带走，气流经过真空机组14排出；
f.利用温度控制器10、真空测量仪11调节控制真空箱体8中的温度为100℃，控温精度为±0.1℃，真空度为1000Pa，红外烘烤灯13烘烤光机元件10分钟，烘烤产生的微量有机污染物通过气体管道Ⅱ被气流带走，气流经过真空机组14排出；
g.关闭电源，烘烤过程结束，取出光机元件。

Claims (4)

1.一种用于去除光机元件表面微量有机污染物的烘烤装置，其特征在于：包括红外烘烤系统、微量空气循环系统和控制系统；
所述的红外烘烤系统包括红外烘烤灯（13）、真空箱体（8）和工作台（9）；所述的红外烘烤灯（13）布置在真空箱体（8）内壁的四周，工作台（9）安装在真空箱体（7）腔内的底部；
所述的微量空气循环系统包括风机（1）、空气管道（2）、密封壳体（3）、空气过滤器（4）、AMC过滤器（5）、气体管道Ⅰ（6）、气体阀门（7）、气体管道Ⅱ（15）和真空机组（14）；所述的空气过滤器（4）和AMC过滤器（5）顺序连接，封装在密封壳体（3）内；所述的风机（1）、空气管道（2）、密封壳体（3）、气体管道Ⅰ（6）、真空箱体（8）、气体管道Ⅱ（15）、真空机组（14）顺序连接；所述的气体阀门（7）安装在气体管道Ⅰ（6）上；
所述的控制系统包括温度控制器（10）、真空测量仪（11）和时间控制器（12），安装在真空箱体（8）的上部，控制真空箱体（8）的温度、测量真空箱体（8）的真空度，控制烘烤时间。
2.根据权利要求1所述的用于去除光机元件表面微量有机污染物的烘烤装置，其特征在于，气体管道Ⅰ（6）设置在真空箱体（8）的侧上方，气体管道Ⅱ（15）设置在真空箱体（8）的侧下方。
3.根据权利要求1所述的用于去除光机元件表面微量有机污染物的烘烤装置，其特征在于，空气管道（2）、密封壳体（3）、气体管道Ⅰ（6）、真空箱体（8）和气体管道Ⅱ（15）的材质为不锈钢。
4.根据权利要求1所述的用于去除光机元件表面微量有机污染物的烘烤装置，其特征在于，空气管道（2）、气体管道Ⅰ（6）、真空箱体（8）和气体管道Ⅱ（15）内壁平面度小于等于0.5微米。
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