[发明专利]一种加载高温环境的激波聚焦激励装置及其工作方法

权利要求书

1.一种加载高温环境的激波聚焦激励装置，所述激波聚焦激励装置包括筒体（1）、电动两轴位移台（2）、安装板（3）、光加热单元（4）和微结构激励单元（5），其特征是：所述筒体（1）的底板（6）上设有微结构激励单元（5），筒体（1）的顶部设有电动两轴位移台（2），在电动两轴位移台（2）的滑块上通过安装板（3）安装光加热单元（4）；所述光加热单元（4）包括依次螺纹连接的前套筒（403）、连接套筒（402）和后套筒（401），在后套筒（401）尾部中心孔内设有平行光源（415）；

所述微结构激励单元（5）包含第一手动三轴位移台（501）和第二手动三轴位移台（502），第一手动三轴位移台（501）的溜板上安装有第一连接板（503），在第一连接板（503）顶面中心设有阶梯状安装孔，在安装孔内的环形阶梯处安装有微结构安装板（506），在微结构安装板（506）顶部中心处粘接有MEMS微结构（505）；在第二手动三轴位移台（502）的溜板上安装有第二连接板（504），在第二连接板（504）底部中心安装有激波聚焦腔体（507），在激波聚焦腔体（507）上端面设有半椭球腔（5071），所述半椭球腔（5071）的开口处截面直径与第二连接板（504）中心孔直径相同，在激波聚焦腔体（507）两个相对的侧表面上分别通过陶瓷管（508）套装有针电极（509），每个针电极（509）的针尖均位于半椭球腔（5071）的腔体内焦点附近，且两针电极（509）针尖之间的距离为0.5-1.0mm，所述两个针电极（509）分别与高压电容（8）的两极电连接，在其中一个针电极（509）和高压电容（8）之间设有第一开关（7）控制通断；所述高压电容（8）的两极分别电连接至高压电源（10）的正负极，并通过第二开关（9）控制通断；

遮光板（406）上矩形孔的形状与MEMS微结构（505）的基底（5052）形状相同，遮光片（416）的形状与MEMS微结构（505）上镂空槽（5051）的形状相同；

所述连接套筒（402）的前端面安装有环形压板（413），在压板（413）上安装有圆周均布的紧定螺钉（414），紧定螺钉（414）旋入压板（413）并顶紧在光学玻璃（417）上，在光学玻璃（417）上靠近后套筒（401）的表面中心处粘接有遮光片（416）；

所述前套筒（403）前端中心处设有外环体（404），在外环体（404）上安装有两个第二导向轴（4071），第二导向轴（4071）穿过前套筒（403）前端面的突出部并连接在第二推板（412）上，在第二推板（412）中心处设有一个第二调节旋钮（4101）；

所述外环体（404）前端中心处设有内环体（405），在内环体（405）上安装有两个第一导向轴（407），第一导向轴（407）穿过外环体（404）前端面的突出部并连接在第一推板（409）上，在第一推板（409）中心处设有第一调节旋钮（410），在内环体（405）后端面上安装有遮光板（406），遮光板（406）中心处有矩形孔；

第一调节旋钮（410）穿过第一推板（409）的中心孔并用螺纹连接在外环体（404）前端面的突出部上，在第一推板（409）和外环体（404）前端面的突出部之间设有第一复位弹簧（408），第一复位弹簧（408）套装在第一调节旋钮（410）上;第二调节旋钮（4101）穿过第二推板（412）的中心孔并用螺纹连接在前套筒（403）前端面的突出部上，在第二推板（412）和前套筒（403）前端面的突出部之间设有第二复位弹簧（4081），第二复位弹簧（4081）套装在第二调节旋钮（4101）上。

2.根据权利要求1所述的一种加载高温环境的激波聚焦激励装置的工作方法，其特征是：首先,旋拧前套筒（403），并调节第一推板（409）、第二推板（412）上的第一调节旋钮（410）、第二调节旋钮（4101），同时调节第一手动三轴位移台（501），使光加热单元（4）发射出的平行光仅能照射在MEMS微结构（505）上；然后，将第一开关（7）和第二开关（9）全部置于断开状态，调节第二手动三轴位移台（502），使MEMS微结构（505）位于半椭球腔（5071）的腔体外焦点处；其次，使用光加热单元（4）对MEMS微结构（505）进行加热，在红外测温仪器的协助下将MEMS微结构（505）加热到目标温度后，控制电动两轴位移台（2）将光加热单元（4）移动到靠近筒体（1）边缘处，让出测试光路；再次，闭合第二开关（9），使用高压电源（10）为高压电容（8）充电，当充电完成后再断开第二开关（9）；最后，闭合第一开关（7），两针电极（509）之间的空气间隙被击穿，完成放电并产生激波，实现对MEMS微结构（505）的聚焦激波激励，同时使用非接触的光学测振仪器获取MEMS微结构（505）的振动响应，从而获取MEMS微结构（505）在该目标温度下的动态特性参数。