一种实现定值轴向载荷施加的非线性大口径光学元件夹持装置

摘要

实现定值轴向载荷施加的非线性大口径光学元件夹持装置，它涉及一种非线性大口径光学元件夹持装置。本发明解决了非线性大口径光学元件在重力和夹持的作用下容易发生变形，导致其谐波转换效率下降的问题。本发明的非线性大口径光学元件放置在支撑框上；支撑框四周分布安装定位边块，定位边块与支撑框固定连接，定位边块上设有胶钉水平安装孔，胶钉穿过胶钉水平安装孔与非线性大口径光学元件接触；非线性大口径光学元件的迎光面四周分布安装弹性压片，弹性压片上安装有刚性压片，弹性压片和刚性压片与定位边块通过施载螺钉连接；扭力扳手作用于施载螺钉上。本发明用于非线性大口径光学元件全周长夹持及定值轴向载荷施加实验方案中。

说明书

技术领域

本发明涉及一种非线性大口径光学元件夹持装置，具体涉及实现定值轴向载荷施加的 非线性大口径光学元件夹持装置。

背景技术

应用于激光核聚变领域中的非线性大口径光学元件，承担着高能激光谐波转换的任 务，由于具有较大的径厚比，在重力和夹持的作用下容易发生变形，导致其谐波转换效率 下降。传统的大口径光学元件夹持方式中，一般采用三点或四点的轴向夹持，或是在径向 采用胶粘，这些夹持方式中，大口径光学元件的变形较大，不能满足高能激光的谐波转换 要求。合理的夹持技术可以减小非线性大口径光学元件在重力和夹持作用下的变形，有利 于提高其对高能激光的谐波转换效率。

发明内容

本发明的目的是为了克服非线性大口径光学元件在重力和夹持的作用下容易发生变 形，导致其谐波转换效率下降的问题，进而提供一种实现定值轴向载荷施加的非线性大口 径光学元件夹持装置。

本发明的技术方案是：一种实现定值轴向载荷施加的非线性大口径光学元件夹持装置 包括支撑框、多个定位边块、多个胶钉、多个弹性压片、多个刚性压片、多个施载螺钉和 扭力扳手，非线性大口径光学元件放置在支撑框上，且非线性大口径光学元件的背光面四 周与支撑框接触；支撑框四周分布安装多个定位边块，每个定位边块均与支撑框固定连接， 每个定位边块上均设有胶钉水平安装孔，胶钉穿过胶钉水平安装孔与非线性大口径光学元 件接触；非线性大口径光学元件的迎光面四周分布安装多个弹性压片，每个弹性压片的内 侧位于非线性大口径光学元件上，每个弹性压片的外侧位于定位边块上，每个弹性压片上 均安装有刚性压片，弹性压片和刚性压片与定位边块通过施载螺钉连接；扭力扳手作用于 施载螺钉上。

优选方案：支撑框上与大口径光学元件连接的面的平面度小于3μm。

优选方案：扭力扳手所施加的扭矩范围为0.4～2.0cN·m。

本发明与现有技术相比具有以下效果：本发明的支撑框在非线性大口径光学元件背光 面四周一定范围内对其进行支撑，实现非线性大口径光学元件的轴向定位；胶钉穿过胶钉 水平安装孔与非线性大口径光学元件接触，实现非线性大口径光学元件的径向定位；施载 螺钉下压刚性压片，刚性压片与非线性大口径光学元件之间的空隙间距发生改变，导致弹 性压片变形，进而对非线性大口径光学元件产生力的作用，实现非线性大口径光学元件轴 向载荷的施加，由此实现非线性大口径光学元件的全周长夹持；对施载螺钉施加扭矩，扭 力扳手所输出的扭矩转变为施载螺钉的轴向力，这一轴向力通过刚性压片和弹性压片作用 于非线性大口径光学元件，扭力扳手的扭矩与施载螺钉的轴向力一一对应，通过扭力扳手 的定值扭矩输出，实现非线性大口径光学元件的定值轴向载荷施加。本发明减小了非线性 大口径光学元件在重力和夹持作用下的变形，提高了其对高能激光的谐波转换效率；夹持 及定值轴向载荷施加后，大口径学元件的变形PV值小于5λ。

附图说明

图1是本发明的实现定值轴向载荷施加的非线性大口径光学元件夹持装置的主视图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是图2的a处局部放大图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式的实现定值轴向载荷 施加的非线性大口径光学元件夹持装置包括支撑框2、多个定位边块3、多个胶钉4、多 个弹性压片6、多个刚性压片7、多个施载螺钉8和扭力扳手9，非线性大口径光学元件1 放置在支撑框2上，且非线性大口径光学元件1的背光面1-1四周与支撑框2接触，所述 支撑框2在非线性大口径光学元件1背光面四周一定范围内对其进行支撑，实现非线性大 口径光学元件1的轴向定位；支撑框2四周分布安装多个定位边块3，每个定位边块3均 与支撑框2固定连接，每个定位边块3上均设有胶钉水平安装孔，胶钉4穿过胶钉水平安 装孔与非线性大口径光学元件1接触，实现非线性大口径光学元件1的径向定位；非线性 大口径光学元件1的迎光面1-2四周分布安装多个弹性压片6，每个弹性压片6的内侧位 于非线性大口径光学元件1上，每个弹性压片6的外侧位于定位边块3上，每个弹性压片 6上均安装有刚性压片7，弹性压片6和刚性压片7与定位边块3通过施载螺钉8连接， 施载螺钉8下压刚性压片7，刚性压片7与非线性大口径光学元件1之间的空隙间距发生 改变，导致弹性压片6变形，进而对非线性大口径光学元件1产生力的作用，实现非线性 大口径光学元件1轴向载荷的施加，由此实现非线性大口径光学元件1的全周长夹持；扭 力扳手9作用于施载螺钉8上，对施载螺钉8施加扭矩，扭力扳手9所输出的扭矩转变为 施载螺钉8的轴向力，这一轴向力通过刚性压片7和弹性压片6作用于非线性大口径光学 元件，扭力扳手9的扭矩与施载螺钉8的轴向力一一对应，通过扭力扳手9的定值扭矩输 出，实现非线性大口径光学元件的定值轴向载荷施加。支撑框上与大口径光学元件连接的 面的平面度小于3μm。扭力扳手所施加的扭矩范围为0.4～2.0cN·m。

具体实施方式二：结合图2说明本实施方式，本实施方式的扭力扳手9为表盘式扭力 扳手。如此设置，便于扭力扳手的扭矩与施载螺钉的轴向力一一对应，通过扭力扳手的定 值扭矩输出，实现非线性大口径光学元件的定值轴向载荷施加。其它组成和连接关系与具 体实施方式一相同。

上述实施方式中的表盘式扭力扳手可以选用由日本Tohnichi公司生产，型号为 FTD2CN-S，精度为3%的扭力扳手。