CN118151326A - 一种同步辐射光源中反射镜的弱应力装夹结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种同步辐射光源中反射镜的弱应力装夹结构，包括一排用于固定反射镜冷却板的弹性装夹组件和将反射镜及冷却板整体弱应力装夹到固定背板上的弹性材料垫块组件，每组弹性装夹组件为一对波片弹簧和一个长螺钉和螺母，一对波片弹簧分别放置于位于反射镜两边的冷却板的台阶孔内，通过螺钉螺母将两块冷却板和反射镜弱应力装夹到一起；冷却板和反射镜之间铺设有铟片改善导热，再将他们通过反射镜的应力槽利用L型拉块和弹性材料垫块整体固定在反射镜背板上，再整体通过弹性装夹到支撑平台上。本发明有效减少或避免反射镜装夹时发生的变形，可实现变形小于100nrad的水平，有效解决高精度光学元件装夹时应力变形关键问题。
Description
技术领域
本发明属于同步辐射技术领域，具体涉及一种同步辐射光源中反射镜的弱应力装夹结构。
背景技术
同步辐射光源技术在众多领域具有广泛应用，随着该技术的不断发展进步，对同步辐射光源的能量和分辨率也提出了更高的要求，随着同步辐射光源建设进入到低发射度高亮度的第四代光源阶段，其对束线光学反射镜的分辨率和面型稳定性要求也越来越高，镜箱作为束线上重要的设备，对它的性能也提出了更高的指标要求。
现有技术中，镜箱内部的反射镜及其装夹结构在超高真空环境中，一般为真空度好于5×10-8Pa的环境，基于该环境下反射镜是同步辐射光束线镜箱的核心部件，可实现聚焦、光束线偏转、准直、过滤功率及抑制高次谐波等功能，反射镜面型精度对光束质量起着至关重要的作用，如第四代光源中光学元件面形精度一般在百nrad水平。所以无论是装夹时还是受热时，均要避免或者尽可能减少由于装夹或者受热引起的细小的镜面变形。
发明内容
本发明内容，针对高精度光学元件装夹时应力变形关键问题，提出一种新的弱应力装夹机构，可实现变形小于100nrad水平。
本发明提供一种有效避免反射镜在装夹时发生变形的弱应力装夹结构。
本发明的技术方案为：一种同步辐射光源中反射镜的弱应力装夹结构，所述装夹结构包括一排用于固定反射镜冷却板的弹性装夹组件和将反射镜及冷却板组成的反射镜组件整体弱应力装夹到固定背板上的弹性材料垫块组件，弹性装夹组件通过反射镜镜体开的通孔将冷却板弹性装夹紧贴于反射镜两侧边；弹性材料垫块组件用于将反射镜组件通过反射镜的应力槽、L型拉块和弹性材料垫块通过拉顶配合将反射镜组件固定到背板上，之后再整体弹性装夹到支撑平台上。
作为对上述技术方案的进一步描述：
所述弹性装夹组件包括一个长螺钉和一对波片弹簧，波片弹簧对称安装在长螺钉两端，将反射镜两侧的冷却板夹紧；反射镜沿高度方向上贯穿有通孔，冷却板上贯穿设有与通孔相对的冷却板安装孔，长螺钉穿过上下两组冷却板上的冷却板安装孔，螺母通过在长螺钉另一端的拧紧，实现反射镜在两组冷却板之间的定位，同时冷却板安装孔呈台阶状，内设有套设在长螺钉螺杆上的波片弹簧和波片弹簧的挡圈，长螺钉的螺头及螺母均限位在台阶状安装孔中。
作为对上述技术方案的进一步描述：
所述弹性装夹组件为一个长螺栓和一对弹簧组成。
作为对上述技术方案的进一步描述：
所述弹簧为波片弹簧，且对称安装在螺栓两端，将反射镜两侧的冷却板夹紧。
作为对上述技术方案的进一步描述：
冷却板和反射镜之间铺设有铟片。
作为对上述技术方案的进一步描述：
所述反射镜镜体开设的通孔包括贝塞尔点位置。
作为对上述技术方案的进一步描述：
所述的软性材料为聚四氟乙烯，他们分别设置于L型拉块和反射镜的装夹位置之间、反射镜与背板的装夹位置之间，且两处受力位置连线与反射镜的反射面垂直。
作为对上述技术方案的进一步描述：
所述背板上的限位槽用于防止拉块滑动的凹槽，保证弹性材料垫块和弹性材料顶柱在受压时受力点不会改变。
作为对上述技术方案的进一步描述：
所述的反射镜组件通过弹性装夹到平台上，使用的是三组螺旋弹簧作为弹性元件，和安装螺钉一起将反射镜组件固定于平台上。
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，下面将对实施例或现有技术描述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为本实施例中反射镜组件弱应力装夹结构的正视结构示意图；
图2为图1中的A-A剖面图；
图3为本实施例中反射镜组件弱应力装夹结构的俯视结构示意图；
图4为图3中的B-B剖面图。
具体实施方式
参见图1及图2，本实施例提供的一种同步辐射光源中反射镜的弱应力装夹结构，用于将两组冷却板1分别安装在反射镜2沿长度方向上的两侧，为了解决背景技术中所述的技术问题，本实施例的技术方案是，反射镜2沿高度方向上贯穿有通孔3，冷却板1上贯穿有与通孔3相对的冷却板安装孔4，长螺钉5穿过上下两组冷却板1上的冷却板安装孔4，螺母6通过在长螺钉5另一端的拧紧，实现反射镜2在两组冷却板1之间的定位，同时冷却板安装孔4呈台阶状，内设有套设在长螺钉螺体上的波片弹簧42和波片弹簧42的挡圈41，长螺钉5的螺头及螺母6均限位在台阶状安装孔4中；
装夹时，在紧固螺母6的过程中，紧固力通过挡圈41传递到波片弹簧42上进而传递到冷却板1和反射镜2上实现弹性装夹，整体实现了将冷却板1弹性装夹到反射镜2上的目的，使冷却板1与反射镜2紧密贴合，且减少了由于装夹力引起的反射镜镜面面型的变型可能。
实施例1
在上述实施方式的基础上，本实施例的技术方案是，在冷却板1和反射镜2之间铺设有质地比较软的铟膜7，用于改善它们之间的热传导效果。
采用铟膜7与波片弹簧42的配合，有效的解决了冷却板1和反射镜2镜体的装夹既要贴合紧密使导热良好又不能让装夹力使反射镜变形影响面型的问题。
实施例2
在上述实施方式的基础上，本实施例的技术方案是，反射镜2沿长度方向上设有六个通孔3（即为弹性装夹点），其中两个为贝塞尔点，另外四个为保证冷却板1和反射镜2更好贴合而增设，可以预见的是，根据反射镜长度不同，增设点数量会不同，均可以实现上述技术效果，确保冷却板1和反射镜2贴合良好即可。
实施例3
参见图3及图4，为了将冷却板1和反射镜2（反射镜组件）整体弱应力装夹到背板8上，本实施例采用的技术方案是，反射镜2上开设有应力槽9，应力槽9位置处设有L型拉块10，L型拉块10上设有凹槽11，聚四氟乙烯垫块12（弹性材料）一边限位在凹槽11中，另一边圆柱面与反射镜2线性接触；为了防止L型拉块10在装夹过程中移动，L型拉块10尾部通过小台阶18固定在背板8上对应的限位槽19里，背板8上设有顶丝孔，顶丝孔内装有顶丝13。
装调时，顶丝13通过聚四氟乙烯顶柱14（弹性材料）将反射镜2往前顶，而背板上的螺钉15通过L型拉块10和聚四氟乙烯垫块12（弹性材料）将反射镜2往回拉，通过这种拉--顶组合，即可将反射镜固定在背板8上，之后整体通过安装螺钉固定在底板17上，再通过弹簧组件16弹性固定在支撑平台上。
用顶丝13、四氟乙烯顶柱14、聚四氟乙烯垫块12和拉块10通过反射镜2的装夹应力槽将反射镜装夹到背板8上，四氟乙烯顶柱14、聚四氟乙烯垫块12在同一装夹轴线上，使装夹力没有在反射镜上形成力矩而使反射镜变形，实现弱应力可靠装夹。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种同步辐射光源中反射镜的弱应力装夹结构，其特征在于：所述装夹结构包括一排用于固定反射镜和冷却板的弹性装夹组件和将反射镜及冷却板组成的反射镜组件整体弱应力装夹到固定背板上的弹性材料垫块组件，弹性装夹组件通过反射镜镜体开的通孔将冷却板弹性装夹紧贴于反射镜两侧边；弹性材料垫块组件用于将反射镜组件通过反射镜的应力槽、L型拉块和弹性材料垫块通过拉顶配合将反射镜组件固定到背板上，之后再整体弹性装夹到支撑平台上。
2.根据权利要求1所述的弱应力装夹结构，其特征在于：所述弹性装夹组件包括一个长螺钉和一对波片弹簧，波片弹簧对称安装在长螺钉两端，将反射镜两侧的冷却板夹紧；反射镜沿高度方向上贯穿有通孔，冷却板上贯穿设有与通孔相对的冷却板安装孔，长螺钉穿过上下两组冷却板上的冷却板安装孔，螺母通过在长螺钉另一端的拧紧，实现反射镜在两组冷却板之间的定位，同时冷却板安装孔呈台阶状，内设有套设在长螺钉螺杆上的波片弹簧和波片弹簧的挡圈，长螺钉的螺头及螺母均限位在台阶状安装孔中。
3.根据权利要求2所述的弱应力装夹结构，其特征在于：所述反射镜沿长度方向上设置通孔的位置中，包括贝塞尔点。
4.根据权利要求1所述的弱应力装夹结构，其特征在于：冷却板和反射镜之间铺设有铟膜。
5.根据权利要求1或2所述的弱应力装夹结构，其特征在于：弹性材料垫块组件包括L型拉块和弹性材料垫块；所述反射镜上开设有应力槽，应力槽一侧设有L型拉块，L型拉块上设有凹槽，弹性材料垫块一边限位在凹槽中，另一边与反射镜为柱面的线性接触；所述L型拉块尾部通过台阶固定在背板上对应的限位槽里；在弹性材料垫块的受力线上，背板上还设有顶丝孔，顶丝孔内装有顶丝和弹性材料顶柱。
6.根据权利要求5所述的弱应力装夹结构，其特征在于：弹性材料垫块和弹性材料顶柱的材料为聚四氟乙烯，弹性材料垫块和弹性材料顶柱分别设置于L型拉块和反射镜的装夹位置之间和反射镜与背板的装置位置之间，且在同一受力线上，弹性材料垫块和弹性材料顶柱为软性材料。
7.根据权利要求6所述的弱应力装夹结构，其特征在于，背板上的限位槽防止L型拉块滑动，保证弹性材料垫块和弹性材料顶柱在受压时受力点不会改变。
8.根据权利要求1所述的弱应力装夹结构，其特征在于：所述的反射镜组件与背板组成的整体通过弹性装夹到支撑平台上，使用的是三组螺旋弹簧作为弹性元件，和安装螺钉一起固定于支撑平台上。
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