[实用新型]大口径金属离轴椭球镜或抛物镜面形检验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于光学检测领域，涉及一种光学元件面形的检验装置，尤其涉及一种大口径金属离轴椭球镜或抛物镜面形检验装置。

背景技术

激光聚变是用高能短脉冲强激光作为驱动源的惯性约束聚变，在间接驱动聚变中，激光首先入射到靶腔内壁产生X射线及等离子体，X射线烧灼靶丸、压缩燃料实现聚变，X射线是聚变的直接驱动源。入射激光脉冲是一个序列脉冲，后续入射的激光脉冲在到达靶腔内壁前首先遭遇等离子体，等离子体对入射激光有散射作用，相当一部分激光能量被散射出靶腔，使到达靶腔内壁的激光能量减弱，好像等离子体堵住了激光的入口。“堵口”导致激光至X射线的转化效率大幅降低，会严重影响聚变燃料的压缩效果。

背向散射诊断系统是研究“堵口”问题的关键设备之一，它通过收集等离子体散射光并对其能量、光谱、时间特性进行测量来研究激光与等离子体相互作用的机理。该系统需要研制“直径为内孔为的环形离轴椭球镜”和“直径为的离轴抛物镜”用于散射光的收集，前者安装于直径的球体靶室内，后者安装于球体外。反射镜的材料选择和结构形式是设计的重点：因轻量化、低成本的需求，两反射镜均采用进口铝合金材料，机械加工性好；环形椭球镜因尺寸大，若一体设计就无法进入球体靶室，因而采用四瓣拼接的形式，不仅易于进入球体安装，而且便于选择性地局部拆除以排除局部强干扰光的影响。但是，离轴金属镜的加工及检测是反射镜研制的难点。

加工的难度主要来源于反射镜离轴量大（椭球镜离轴1.4m，抛物镜离轴3.8m），无法采用回转车加工，只能采用铣制。铣制工序十分精细：粗铣、热处理、成型铣、热处理、精铣，但精铣后表面光洁度仍较低，还存在细微的铣制刀痕；然后工件要镜面化：人工研磨、抛光，表面镀镍硬化处理，再次人工研磨抛光，表面镀铝高反膜及保护膜，最终达到镜面效果。

非球面镜的检测设备常用的有轮廓仪和刀口仪。轮廓仪是通过对镜面的逐点接触测量来绘制镜面轮廓，该方法非常直观，可以测出每一点的误差情况；但测量十分耗时，容易损伤镜面，设备价格也较昂贵。刀口仪也是一种非常有效的光学元件检测设备，可以看出镜面存在的像差情况；但对于低精度的散射光收集镜来说检测像差显然是不必要的，造成成本的浪费。另外，若反射镜达到镜面后进行检测，一旦镜面面形有问题，就要从精铣工序开始返工。因此，若能找到一种从研制的中间环节就能够检测面形的低成本、直观、便捷的设备，就可以降低返工风险，提高研制效率。

实用新型内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种便于检验以及检验效果明显的大口径金属离轴椭球镜或抛物镜面形检验装置。

本实用新型的技术解决方案是：本实用新型提供了一种大口径金属离轴椭球镜或抛物镜面形检验装置，其特殊之处在于：所述大口径金属离轴椭球镜或抛物镜面形检验装置包括基座以及设置在基座上并可在基座上进行任意角度调整的两组或两组以上的点激光器单元。

上述点激光器单元是两组以上时，所述点激光器单元包括中心点激光器单元以及环绕设置在中心点激光器单元外部的外周点激光器单元。

上述外周点激光器单元是内圈外周点激光器单元以及环绕设置在内圈外周点激光器单元外部的外圈外周点激光器单元。

上述点激光器单元包括轴承关节座、球面关节以及点激光器；所述轴承关节座设置在基座上；所述点激光器通过球面关节设置在轴承关节座上。

本实用新型的优点是：

本实用新型提供了一种大口径金属离轴椭球镜或抛物镜面形检验装置，该装置由大量可转动的点激光器构成，能够模拟点光源和平行光束，满足椭球镜和抛物镜的检测光源需求；本实用新型所采用的光源是离散的，可以清晰看出每一束激光在镜面上的入射位置及在焦点处的会聚位置，检测非常直观；它对检测面光洁度要求低，甚至镜面存在车铣刀痕时仍能根据长条状散射光斑的“中心亮斑”来判断主反射光线位置，能够对精铣并简单抛光的金属镜面进行面形检测；单次检测可反映出整个面形的情况。本实用新型所提供的装置具有检测速度快、成本低、直观、能够从研制的中间环节进行控制等优点，经与其它检测设备的对比测试，表明该装置是可靠的。

附图说明

图1是本实用新型所提供的面形检验装置的结构示意图（其中，图1a是本实用新型所提供的面形检验装置的正视结构示意图；图1b是图1a的A-A向剖视图）；

图2是基于本实用新型所提供的装置对激光束进行会聚时的示意图；

图3是基于本实用新型所提供的装置对椭球镜进行检测时的示意图；

图4是基于本实用新型所提供的装置对抛物镜进行检测时的示意图；

其中：