[实用新型]一种大口径高功率激光倍频晶体边缘自锁夹持装置

说明书

一种大口径高功率激光倍频晶体边缘自锁夹持装置，该装置包括激光倍频晶体、外支撑框、侧向限位螺钉、边缘可自锁夹持器、预紧螺钉和垫块等组成；其中边缘可自锁夹持器在安装到位后可形成自锁结构，由夹持器基座、促动转架、连接限位块、转动支架、转轴、固定螺钉组成；在高洁净光学装配环境中进行超精密大口径激光倍频晶体的装校操作时，使用一把内六角扳手可以快速、无接触地完成对晶体X\Y\Z三个方向的定位夹紧，并能够实现对夹持力的进一步精密调校；本实用新型可满足大口径高功率激光倍频晶体精密、洁净、高效装配的工程需求。

技术领域

本实用新型属于光学元件精密装配领域，涉及惯性约束聚变装置中高功率激光驱动器中的大口径光学元件的精密装配，特别涉及一种大口径高功率激光倍频晶体边缘自锁夹持装置。

背景技术

惯性约束聚变装置是一种采用高功率固体激光驱动器来为氘-氚(DT)靶丸注入能量以激发可控核聚变反应的装置。作为世界上第二大的惯性约束聚变装置，我国的神光三装置用48束高功率激光将60TW(180kJ)的能量在3ns的时间内精准汇集到直径2cm的靶丸上，激光在摄入靶球之前会被终端光学组件中的倍频晶体进行倍频处理，原因是高频激光更有利于提高靶丸处的能量吸收效率。倍频晶体是一种大口径薄板形的磷酸二氢钾(KDP)晶体，其作用就是将波长为1053nm的红外光波转换为波长为351nm的紫外光波，倍频晶体的谐波转换效率主要取决于晶体的面形误差、应力分布和温度等因素。

作为一种对应力敏感的薄板形透光元件，KDP晶体的夹持就一直是聚变光学工程中的难题。当前采用的夹持工装具有零部件多、装配效率低、结构稳定性差、易接触污染元件表面、夹持力可控性差且不易调节等缺陷，也直接导致了晶体面形畸变严重，内部应力分布不均、损伤阈值下降等严重问题，继而使得谐波转换效率较低，影响最终的打靶效果；此外，由于下一代聚变装置将会设置成倍增加的激光束，其中晶体的使用数量也会成倍增加，当前的夹持工装也很难满足晶体高效装配需求。因此，现在亟需一种从装配工艺原理层面出发设计的，有利于提高晶体谐波转换效率和晶体组件装配效率的夹持工艺方法。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种大口径高功率激光倍频晶体边缘自锁夹持装置和方法，以满足下一代巨型激光聚变装置对于大口径倍频晶体快速、洁净、精密装校的技术需求。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种大口径高功率激光倍频晶体边缘自锁夹持装置，包括：

外支撑框，为回字形框体，内侧底面设有支撑凸台，用于实现对激光倍频晶体背面的定位和支撑；相邻两侧边各开有两个螺纹通孔，用于安装侧向限位螺钉；顶面四条边各开有八个螺纹盲孔，四个为一组用于安装一个边缘可自锁夹持器；

侧向限位螺钉，安装在所述外支撑框相邻两侧边上的螺纹通孔，分别用于实现对所述激光倍频晶体X方向和Y方向的安装限位；

边缘可自锁夹持器，由夹持器基座、促动转架、连接限位块、转动支架、转轴和固定螺钉组成，其中

所述夹持器基座，由所述固定螺钉固定在所述外支撑框各边缘，用于安装并支撑所述边缘可自锁夹持器其余部件；

所述促动转架，为U字形结构，底部通过两通孔与夹持器基座用所述转轴相连接，中部通过所述转轴与连接限位块相连接，顶部设有六边形盲孔，用于与装调工具配合；

所述连接限位块，底部通过两通孔与所述转动支架用所述转轴相连接，顶部通过两通孔与所述促动转架用转轴相连接，中部设置有限位梁，用于在安装到位后，限制所述转动支架的反向转动，实现自锁；

所述转动支架，尾部通过通孔与夹持器基座用转轴相连接，中部通过通孔与连接限位块用转轴相连接，头部留有螺纹孔，用于安装预紧螺钉；

预紧螺钉，安装在所述转动支架头部的螺纹孔中，用于实现对预紧力的调控；