一種用于康普頓光源的柔性激光反射鏡架的制作方法
【專利摘要】一種用于康普頓光源的柔性激光反射鏡架，包括底座、壓電陶瓷電機(jī)、壓電陶瓷電機(jī)安裝座、驅(qū)動端傳動鉸鏈、激光反射鏡片固定板和柔性架體；所述底座頂部形成與水平面成一定夾角的矩形安裝平臺，所述柔性架體安裝在安裝平臺上，柔性架體由柔性鉸鏈連接的層疊矩形框體構(gòu)成；所述壓電陶瓷電機(jī)安裝座位于安裝平臺兩相鄰側(cè)面，壓電陶瓷電機(jī)安裝在壓電陶瓷安裝座上；所述驅(qū)動端傳動鉸鏈由相互垂直的活動支鏈與固定支鏈組成，壓電陶瓷電機(jī)的驅(qū)動方向垂直于矩形安裝平臺；用于固定激光反射鏡片的激光反射鏡片固定板疊放在頂框上表面。
【專利說明】
一種用于康普頓光源的柔性激光反射鏡架
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種精密調(diào)節(jié)設(shè)備，具體是一種用于在利用康普頓散射原理獲取 Y光源時，可精密調(diào)節(jié)激光束位置的柔性調(diào)節(jié)鏡架。【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國航天工業(yè)的迅猛發(fā)展，對服務(wù)于航天工業(yè)的各種設(shè)備提出了越來越高的要求，其中作為航天探測有效載荷的X/Y探測器，在航天工業(yè)的發(fā)展過程起到了重要作用。 但目前已有的利用單能放射性源或同步輻射源對X/Y探測器的定標(biāo)實(shí)驗(yàn)難以滿足其在航天探測應(yīng)用中的精度要求。因此迫切需要一種在KeV?MeV范圍內(nèi)能量連續(xù)可調(diào)，單色性好的Y光源來滿足航天探測器的高精度定標(biāo)的需求，以解決這個在航天探測發(fā)展過程中遇到的的瓶頸問題。
[0003]Y光源可通過康普頓效應(yīng)獲取，所謂康普頓效應(yīng)即入射光子與高速電子碰撞發(fā)生散射，從而獲得準(zhǔn)單色、高通量、高能量且能量可調(diào)的散射T光子。根據(jù)康普頓散射原理，可以通過連續(xù)的改變激光入射角來獲得能量連續(xù)變化的Y光子。
[0004]為了獲得單色性好，能量覆蓋范圍廣的y光子源，所發(fā)生的康普頓散射反應(yīng)必須在高潔凈度、高真空(1(T8帕)的環(huán)境下進(jìn)行，這種環(huán)境下激光發(fā)生器無法工作，所以需要通過一系列反射鏡將真空室外的激光導(dǎo)入到真空室內(nèi)，并使激光束與高能電子束光斑中心重合度達(dá)到2mi以內(nèi)以發(fā)生準(zhǔn)確碰撞。由于反射鏡架的制造和安裝誤差，用于反射激光的最后一個鏡架必須為具備經(jīng)度和煒度兩個自由度的調(diào)節(jié)功能的柔性鏡架，且調(diào)節(jié)精度需不小于 6X1(T4°才能達(dá)到調(diào)節(jié)要求。要在高真空(1(T8帕)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)亞微米級的定位，由于高真空潤滑、螺紋空程和傳動摩擦等原因，傳統(tǒng)的驅(qū)動和傳動方式不再適合。因此提供一種結(jié)構(gòu)簡單、無摩擦、運(yùn)動位移分辨率高、免于潤滑，且能安裝在真空是中的柔性激光反射鏡架成為利用康普頓散射原理獲取T光源的技術(shù)方法中亟待解決的問題【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)方法中存在的問題，本實(shí)用新型擬解決的技術(shù)問題是，提供一種柔性激光反射鏡架。該反射鏡架具有結(jié)構(gòu)簡單、無摩擦、免于潤滑，且能在高真空環(huán)境中可靠動作等特點(diǎn)。其經(jīng)度方向調(diào)節(jié)范圍不小于0.6° ;煒度方向調(diào)節(jié)范圍不小于0.6° ;定位精度不小于6X1(T4°。
[0006]本實(shí)用新型解決所述技術(shù)問題的技術(shù)方案是，提供一種用于康普頓光源的柔性激光反射鏡架，其特征在于所述柔性激光反射鏡架包括底座、壓電陶瓷電機(jī)、壓電陶瓷電機(jī)安裝座、驅(qū)動端傳動鉸鏈、激光反射鏡片固定板和柔性架體；
[0007]所述底座頂部形成與水平面成一定夾角的矩形安裝平臺，所述柔性架體安裝在安裝平臺上，柔性架體由柔性鉸鏈連接的層疊矩形框體構(gòu)成，所述矩形框體從底部到頂部依次為底框、中間底框、中間框、中間頂框和頂框，中間底框、中間框和中間頂框上下表面連接的柔性鉸鏈的運(yùn)動方向相互垂直，底框與中間底框之間的柔性鉸鏈的運(yùn)動方向和中間框與中間頂框之間的柔性鉸鏈的運(yùn)動方向相同，頂框與中間頂框之間的柔性鉸鏈的運(yùn)動方向和中間框與中間底框之間的柔性鉸鏈的運(yùn)動方向相同；
[0008]所述壓電陶瓷電機(jī)安裝座位于安裝平臺兩相鄰側(cè)面，壓電陶瓷電機(jī)安裝在壓電陶瓷安裝座上;所述驅(qū)動端傳動鉸鏈由相互垂直的活動支鏈與固定支鏈組成，活動支鏈方向垂直于安裝平臺，活動支鏈中部具有兩條運(yùn)動方向相互垂直的柔性鉸鏈，活性支鏈末端連接在壓電陶瓷電機(jī)上，固定支鏈的末端固定矩形框體的頂框側(cè)面，壓電陶瓷電機(jī)的驅(qū)動方向垂直于矩形安裝平臺；用于固定激光反射鏡片的激光反射鏡片固定板疊放在頂框上表面。
[0009]所述的一種用于康普頓光源的柔性激光反射鏡架，其特征是所述激光反射鏡片固定板中心有一階梯狀圓形通孔，所述階梯狀圓形通孔的外側(cè)孔直徑小于待安裝的激光反射鏡片直徑，內(nèi)側(cè)孔直徑大于激光反射鏡片直徑。
[0010]本實(shí)用新型提供的柔性激光反射鏡架，應(yīng)用了柔性鉸鏈機(jī)構(gòu)作為經(jīng)煒向角度的轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)，并以壓電陶瓷電機(jī)作為驅(qū)動機(jī)構(gòu)，柔性鉸鏈機(jī)構(gòu)與傳統(tǒng)的剛性機(jī)構(gòu)相比，具有諸多優(yōu)點(diǎn)，如:整體化設(shè)計(jì)和加工、可簡化結(jié)構(gòu)、減小體積和質(zhì)量、免于裝配、無間隙、無摩擦、運(yùn)動位移分辨率高、免于潤滑，避免污染等。因此本實(shí)用新型提供的柔性激光反射鏡架結(jié)構(gòu)簡單，空間尺寸小，免于潤滑，調(diào)節(jié)精度高，且適用于高真空環(huán)境使用。【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型用于康普頓光源的柔性激光反射鏡架一種實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2為本實(shí)用新型用于康普頓光源的柔性激光反射鏡架一種實(shí)施例的柔性架體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖3為本實(shí)用新型用于康普頓光源的柔性激光反射鏡架一種實(shí)施例的驅(qū)動端傳動鉸鏈的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖4為本實(shí)用新型用于康普頓光源的柔性激光反射鏡架一種實(shí)施例的調(diào)節(jié)方式示意圖。
[0015]圖中，1、底座，2、壓電陶瓷電機(jī)，3、壓電陶瓷電機(jī)安裝座，4、驅(qū)動端傳動鉸鏈，5、激光反射鏡片固定板，6、激光反射鏡片，7、柔性架體，41、(XD相機(jī)，42、YAG熒光靶，43、激光。【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合具體實(shí)施例及附圖進(jìn)一步詳細(xì)闡述本實(shí)用新型。
[0017]本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的用于康普頓光源的柔性激光反射鏡架(以下簡稱柔性鏡架，參見圖1-3)—種實(shí)施例的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示，柔性架體的結(jié)構(gòu)如圖2所示，驅(qū)動端傳動鉸鏈的結(jié)構(gòu)如圖3所示，調(diào)節(jié)方式示意圖如圖4所示。
[0018]本實(shí)用新型柔性鏡架的特征在于該柔性鏡架包括底座1、壓電陶瓷電機(jī)2、壓電陶瓷電機(jī)安裝座3、驅(qū)動端傳動鉸鏈4、激光反射鏡片固定板5和柔性架體7;
[0019]所述底座頂部形成與水平面成一定夾角的矩形安裝平臺，所述柔性架體安裝在安裝平臺上，柔性架體由柔性鉸鏈連接的層疊矩形框體構(gòu)成，所述矩形框體從底部到頂部依次為底框、中間底框、中間框、中間頂框和頂框，中間底框、中間框和中間頂框上下表面連接的柔性鉸鏈的運(yùn)動方向相互垂直，底框與中間底框之間的柔性鉸鏈的運(yùn)動方向和中間框與中間頂框之間的柔性鉸鏈的運(yùn)動方向相同，頂框與中間頂框之間的柔性鉸鏈的運(yùn)動方向和中間框與中間底框之間的柔性鉸鏈的運(yùn)動方向相同；
[0020]所述壓電陶瓷電機(jī)安裝座位于安裝平臺兩相鄰側(cè)面，壓電陶瓷電機(jī)安裝在壓電陶瓷安裝座上;所述驅(qū)動端傳動鉸鏈由相互垂直的活動支鏈與固定支鏈組成，活動支鏈方向垂直于安裝平臺，活動支鏈中部具有兩條運(yùn)動方向相互垂直的柔性鉸鏈，活性支鏈末端連接在壓電陶瓷電機(jī)上，固定支鏈的末端固定矩形框體的頂框側(cè)面，壓電陶瓷電機(jī)的驅(qū)動方向垂直于矩形安裝平臺；用于固定激光反射鏡片6的激光反射鏡片固定板疊放在頂框上表面[〇〇21]本實(shí)用新型提供的一種用于康普頓光源的柔性激光反射鏡架(以下簡稱柔性激光反射鏡架)的調(diào)節(jié)過程如下:
[0022]1)入射的激光43經(jīng)激光反射鏡片6的反射將改變方向射出；[〇〇23]2)反射出的激光會在遠(yuǎn)處YAG熒光靶42上形成光斑，YAG熒光靶42上帶有刻度，通過CCD相機(jī)41采集光斑的位置信息并反饋到柔性激光反射鏡架，柔性激光反射鏡架根據(jù)反饋的信息使壓電陶瓷電機(jī)2作出調(diào)整動作，壓電陶瓷電機(jī)2將給驅(qū)動端傳動鉸鏈2—定的推力或拉力(以下統(tǒng)稱作驅(qū)動力)，因此驅(qū)動端傳動鉸鏈將對柔性架體產(chǎn)生相應(yīng)的驅(qū)動力。柔性架體在驅(qū)動力作用下會在柔性鉸鏈處發(fā)生相應(yīng)經(jīng)度和煒度方向上的彈性形變。與柔性架體7頂框上表面貼合安裝的激光反射鏡片6則會相應(yīng)在經(jīng)度和煒度方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，激光43經(jīng)激光反射鏡片6反射后在YAG熒光靶42上產(chǎn)生的光斑位置也會相應(yīng)發(fā)生變化，從而達(dá)到調(diào)節(jié)激光束的目的，使激光束與高能電子束準(zhǔn)確碰撞。
[0024]分析表明，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的柔性鏡架結(jié)構(gòu)簡單，空間尺寸小，免于潤滑，經(jīng)、煒度調(diào)節(jié)范圍均可達(dá)1°，調(diào)節(jié)精度可達(dá)1 X 1(T4°，在利用康普頓效應(yīng)獲取y光源過程中，對實(shí)現(xiàn)激光束與電子束的精確碰撞起到了關(guān)鍵作用。
[0025]本實(shí)用新型未述及之處適用于公知技術(shù)。
[0026]以上對本實(shí)用新型的實(shí)施進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施過程，不能被認(rèn)為用于限定本申請權(quán)利要求的保護(hù)范圍。凡以本實(shí)用新型申請權(quán)利要求范圍所做的均等變化與改進(jìn)，均應(yīng)歸屬于本申請權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于康普頓光源的柔性激光反射鏡架，其特征在于所述柔性激光反射鏡架包括 底座、壓電陶瓷電機(jī)、壓電陶瓷電機(jī)安裝座、驅(qū)動端傳動鉸鏈、激光反射鏡片固定板和柔性 架體；所述底座頂部形成與水平面成一定夾角的矩形安裝平臺，所述柔性架體安裝在安裝平 臺上，柔性架體由柔性鉸鏈連接的層疊矩形框體構(gòu)成，所述矩形框體從底部到頂部依次為 底框、中間底框、中間框、中間頂框和頂框，中間底框、中間框和中間頂框上下表面連接的柔 性鉸鏈的運(yùn)動方向相互垂直，底框與中間底框之間的柔性鉸鏈的運(yùn)動方向和中間框與中間 頂框之間的柔性鉸鏈的運(yùn)動方向相同，頂框與中間頂框之間的柔性鉸鏈的運(yùn)動方向和中間 框與中間底框之間的柔性鉸鏈的運(yùn)動方向相同；所述壓電陶瓷電機(jī)安裝座位于安裝平臺兩相鄰側(cè)面，壓電陶瓷電機(jī)安裝在壓電陶瓷安 裝座上;所述驅(qū)動端傳動鉸鏈由相互垂直的活動支鏈與固定支鏈組成，活動支鏈方向垂直 于安裝平臺，活動支鏈中部具有兩條運(yùn)動方向相互垂直的柔性鉸鏈，活性支鏈末端連接在 壓電陶瓷電機(jī)上，固定支鏈的末端固定矩形框體的頂框側(cè)面，壓電陶瓷電機(jī)的驅(qū)動方向垂 直于矩形安裝平臺；用于固定激光反射鏡片的激光反射鏡片固定板疊放在頂框上表面。2.如權(quán)利要求1所述的一種用于康普頓光源的柔性激光反射鏡架，其特征是所述激光 反射鏡片固定板中心有一階梯狀圓形通孔，所述階梯狀圓形通孔的外側(cè)孔直徑小于待安裝 的激光反射鏡片直徑，內(nèi)側(cè)孔直徑大于激光反射鏡片直徑。
【文檔編號】G02B7/182GK205581381SQ201620415243
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年5月9日
【發(fā)明人】劉今越, 任東城, 郭志紅, 任志斌, 劉佳斌, 李洋
【申請人】河北工業(yè)大學(xué)