CN112964409B - 一种大口径光学元件真空应力测试仪 - Google Patents

一种大口径光学元件真空应力测试仪 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种大口径光学元件真空应力测试仪，用于大口径光学元件在真空条件下的应力测量。本发明的大口径光学元件真空应力测试仪，采用不锈钢真空腔，连接分子泵实现高真空；在真空腔的底部铺设LED光源，光源上方分别放置偏振片和匀光片。真空腔室外侧布置支架，支架上布置二维导轨；导轨之上安装探测器，探测器内部自下而上分别布置四分之一波片和偏振片。本发明的大口径光学元件真空应力测试仪适用于大口径光学元件真空状态下的应力分布，具有结构简单，操作方便的优点。

Description

一种大口径光学元件真空应力测试仪
技术领域
本发明涉及科学仪器技术领域，特别是涉及一种大口径光学元件真空应力测试仪。
背景技术
高功率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。
在高功率激光装置中，一个重要特点是众多大口径和高精密度光学元件的采用，尤其是很多光学元件应用在真空环境中。应用于真空环境中的光学元件需要有较小的应力残余，如果自身应力较大，尤其是单点的应力残余较大，容易造成光学元件的炸裂。因此大口径光学元件在真空条件下的应力残余是评价光学元件质量的重要指标。
目前，测量光学元件应力主要采用塞纳蒙法及基于该方法的仪器，但均不能测试真空条件下的光学元件应力。
发明内容
本发明的目的是提供一种大口径光学元件真空应力测试仪，以解决上述现有技术存在的问题，结构简单，使用方便，适合测量较大尺寸光学元件真空条件下的应力，或者光学元件的耐真空能力。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种大口径光学元件真空应力测试仪，包括真空腔、支架、横纵向移动组件和探测器，所述支架对称布置于所述真空腔的两侧，所述横纵向移动组件装配于两侧支架之间，所述探测器可移动的安装在所述横纵向移动组件上，所述真空腔内自下而上依次设置有LED光源、偏振片和匀光片，光学元件放置在所述真空腔的上方开口处，所述探测器位于所述光学元件的待测点的上方；所述真空腔的一侧开设有接口一和接口二，另一侧开设有接口三，所述接口一和接口二分别用于连接电离规和电阻规，所述接口三用于连接分子泵。
优选地，所述横纵向移动组件包括导轨一和导轨二，所述支架的顶端一体设置有所述导轨一，所述导轨二的两端分别滑动装配在支架两侧的导轨一上，所述探测器滑动安装在所述导轨二上。
优选地，所述导轨一和导轨二垂直设置。
优选地，所述导轨二包括两条导轨，平行设置的两条导轨的两端分别滑动装配在支架两侧的导轨一上，所述探测器的底端设置有安装座，所述导轨二中两条导轨上装配的滑块与所述安装座的底部相固定。
优选地，所述LED光源的发光为白光。
优选地，所述真空腔的材质为不锈钢，真空腔的壁厚大于等于15mm。
优选地，所述探测器包括四分之一波片、偏振片和CCD相机，所述CCD相机的镜头前端顺次设置有偏振片和四分之一波片。
本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
本发明的大口径光学元件真空应力测试仪，适用于大口径光学元件真空状态下的应力分布，具有结构简单，操作方便的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为大口径光学元件真空应力测试仪的整体结构示意图；
图2为接口三的设置位置示意图；
图3为真空腔内部结构图；
图4为探测器的结构组成图；
其中，1真空腔；1.1LED光源；1.2偏振片；1.3匀光片；2支架；3接口一；4接口二；5接口三；6.1导轨一；6.2导轨二；7探测器；7.1四分之一波片；7.2偏振片；7.3CCD相机；8待测光学元件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种大口径光学元件真空应力测试仪，以解决上述现有技术存在的问题，结构简单，使用方便，适合测量较大尺寸光学元件真空条件下的应力，或者光学元件的耐真空能力。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-4所示，本实施例提供一种大口径光学元件真空应力测试仪，包括真空腔1、支架2、横纵向移动组件和探测器7，支架2对称布置于真空腔1的两侧，横纵向移动组件装配于两侧支架2之间，探测器7可移动的安装在横纵向移动组件上，真空腔1内自下而上依次设置有LED光源1.1、偏振片1.2和匀光片1.3，待测光学元件8放置在真空腔1的上方开口处，探测器7位于光学元件的待测点的上方；真空腔1的一侧开设有接口一3和接口二4，另一侧开设有接口三5，接口一3和接口二4分别用于连接电离规和电阻规，接口三5用于连接分子泵。
本发明的大口径光学元件真空应力测试仪，通过真空腔1的接口三5连接分子泵实现高真空；在真空腔1的底部铺设LED光源1.1，光源上方分别放置偏振片1.2和匀光片1.3。真空腔室外侧布置支架2，支架2上布置横纵向移动组件；横纵向移动组件之上安装探测器7，实现探测器7的二维移动。
于本实施例中，横纵向移动组件包括导轨一6.1和导轨二6.2，支架2的顶端一体设置有导轨一6.1，导轨二6.2的两端分别滑动装配在支架2两侧的导轨一6.1上，探测器7滑动安装在导轨二6.2上；导轨一6.1和导轨二6.2垂直设置。
为了保证探测器7的移动稳定性，导轨二6.2包括两条导轨，平行设置的两条导轨的两端分别滑动装配在支架2两侧的导轨一6.1上，探测器7的底端设置有安装座，导轨二6.2中两条导轨上装配的滑块与安装座的底部相固定。
于本实施例中，LED光源1.1的发光为白光。真空腔1的材质为不锈钢，真空腔1的壁厚大于等于15mm。此外，探测器7包括四分之一波片7.1、偏振片7.2和CCD相机7.3，CCD相机7.3的镜头前端顺次设置有偏振片7.2和四分之一波片7.1。
本发明的大口径光学元件真空应力测试仪的工作过程如下：
a.将待测光学元件8放置在真空腔1的上方开口处；
b.通过调整导轨一6.1和导轨二6.2，将探测器7定位在光学元件的待测点上方；
c.打开LED光源1.1，转动探测器7内部的偏振片7.2至CCD相机7.3视场最暗，此时偏振片7.2的位置为初始位置；
d.打开分子泵，并观察真空计，达到所需的真空度；
e.再次旋转探测器7内部的偏振片7.2至CCD相机7.3视场最暗，并记录此时偏振片7.2相对初始位置转过的角度，根据该角度可计算应力值。
需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种大口径光学元件真空应力测试仪，其特征在于：包括真空腔、支架、横纵向移动组件和探测器，所述支架对称布置于所述真空腔的两侧，所述横纵向移动组件装配于两侧支架之间，所述探测器可移动的安装在所述横纵向移动组件上，所述真空腔内自下而上依次设置有LED光源、偏振片和匀光片，光学元件放置在所述真空腔的上方开口处，所述探测器位于所述光学元件的待测点的上方；所述真空腔的一侧开设有接口一和接口二，另一侧开设有接口三，所述接口一和接口二分别用于连接电离规和电阻规，所述接口三用于连接分子泵。
2.根据权利要求1所述的大口径光学元件真空应力测试仪，其特征在于：所述横纵向移动组件包括导轨一和导轨二，所述支架的顶端一体设置有所述导轨一，所述导轨二的两端分别滑动装配在两侧支架顶端的导轨一上，所述探测器滑动安装在所述导轨二上。
3.根据权利要求2所述的大口径光学元件真空应力测试仪，其特征在于：所述导轨一和导轨二垂直设置。
4.根据权利要求3所述的大口径光学元件真空应力测试仪，其特征在于：所述导轨二包括两条导轨，平行设置的两条导轨的两端分别滑动装配在两侧支架的导轨一上，所述探测器的底端设置有安装座，所述导轨二中两条导轨上装配的滑块与所述安装座的底部相固定。
5.根据权利要求1所述的大口径光学元件真空应力测试仪，其特征在于：所述LED光源的发光为白光。
6.根据权利要求1所述的大口径光学元件真空应力测试仪，其特征在于：所述真空腔的材质为不锈钢，真空腔的壁厚大于等于15mm。
7.根据权利要求1所述的大口径光学元件真空应力测试仪，其特征在于：所述探测器包括四分之一波片、偏振片和CCD相机，所述CCD相机的镜头前端顺次设置有偏振片和四分之一波片。
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