[发明专利]板条激光介质端面角度的抛光装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学加工技术领域，特别涉及一种板条激光介质端面角度的抛光装置及其方法。

背景技术

高平均功率的固体激光器以其峰值功率高、结构紧凑等特点，在民用（如激光切割、焊接、热处理、打标）、军用（如激光雷达、测距、光电对抗）和空间通信等方面展示出重要的应用前景。传统的固体激光器由于采用圆棒状激光工作介质，热效应非常严重，限制了激光输出功率及光束质量。采用板条状激光介质可有效改善这一状况。自从1969年美国GE公司提出“zigzag”板条激光器概念以来，板条激光器已逐渐成为公认的获得高平均功率的有效途径之一，得到了世界各国的广泛研究。作为高功率板条激光器的核心工作器件，板条激光介质元件的加工精度直接影响到激光器的输出光束质量。随着板条激光器输出功率要求的不断提升，所需板条的几何尺寸越来越大，加工难度和质量要求也越来越高。

为了消除热透镜的影响，通常板条介质并不做成方形，而是将两个供振荡激光通过的端面切割出倾斜的布儒斯特角，并将介质的两个大面也抛光，振荡激光在板条介质内部通过两个大面的全内反射而呈“之”字形传播。该板条加工的一个关键难点在于保证其端面楔角的加工精度。在传统的加工工艺中，该端面楔角的加工通常先用角度块定位，然后再浇铸石膏的方式进行装夹，这种装夹方式有两大缺点，一是装夹精度不高，二是加工效率很低，工艺过程繁难冗长，不能适应批量化生产。申请号为90105801.7的中国专利针对YAG板条端面的加工，提出了一种不锈钢立方块工模夹具，一定程度上降低了激光板条的加工难度。但该夹具由于直接在不锈钢立方块四周开斜槽，而通常的机械加工精度很难保证该斜槽的角度精度要求，进而限制了元件的加工精度，并且该斜槽为固定宽度，每次只能加工固定数量（4组24条）的工件。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种装夹精度高、通用性好、可适应批量化加工的板条激光介质端面角度的抛光装置及其方法。

本发明解决技术问题所采用的解决方案是：板条激光介质端面角度的抛光装置，由基体、多个位移可调节的压块以及多颗锁紧螺钉组成，在所述基体的侧面上分别设置有支撑板条激光介质的支撑面，所述支撑面与所述基体的该侧面垂直，所述基体上的支撑面与底面的夹角与被加工的板条激光介质端面的角度一致，所述压块分别固定在基体的侧壁上。

进一步的，所述压块上也具有一个与被加工的板条激光介质端面的角度一致的斜面。

进一步的，在所述支撑面上粘结有支撑基片，在所述基体的底面粘结有配盘基片，所述配盘基片与支撑基片的非粘结表面之间的夹角与所述板条激光介质端面的角度一致。

进一步的，所述配盘基片采用与被加工的板条激光介质硬度相同的激光介质材料制成。

进一步的，在所述基体的上表面中心位置设置有顶针孔。

进一步的，还包括有多个具有圆弧外表面的压板，所述压板固定在所述压块和基体的侧壁上。

进一步的，所述多个是四个，并且所述四个压板的四个圆弧外表面拼成一个完整的圆柱面。

进一步的，在所述压块上设置有T型滑槽。

板条激光介质端面角度的抛光方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

1）将板条激光介质的端面切割出初始角度，切割角度精度控制在“分”级；

2）将一块标准平板水平放置在工作台上，然后将基体放置于标准平板上；

3）将多块板条激光介质叠加为一组，将板条激光介质的端面紧贴于标准平板上，板条激光介质的大面紧贴于基体上的支撑基片的上表面，板条激光介质的侧面紧贴于基体的侧面；

4）完成板条激光介质的定位后，用压块压紧板条激光介质，然后锁紧压块，再用压板对板条激光介质的侧面进行紧固，完成装夹后，压板的四个圆弧外表面将拼成一个完整的圆柱面；

5）将装夹完成的装置放置于研磨抛光机上进行加工，当完成板条激光介质的研磨和抛光后，检测板条激光介质端面面形、角度、光洁度指标，合格后下盘。

进一步的，步骤5）所述研磨抛光机为单轴机、二轴机或环形抛光机。

本发明的有益效果：采用本发明的装置及方法可实现各种板条激光介质（如晶体、陶瓷、玻璃等）的批量加工，通用性好，可适用于多种常规机床，如单轴机、二轴机、环形抛光机等，加工后的板条激光介质的端面面形精度可稳定优于0.1波长，角度精度优于10秒，且一致性好。

附图说明

图1为本发明的基体的立体图。

图2为图1在粘结了支撑基片和配盘基片后的侧视图。

图3为图2的俯视图。