[发明专利]一种串并联耦合的多自由度光学元件精密调节平台

权利要求书

1.一种串并联耦合的多自由度光学元件精密调节平台，其特征在于：包括支撑座、一级调整机构以及二级调整机构；

支撑座用于安装被调节光学元件；

一级调整机构包括一级框架以及第一微纳级驱动组件；

一级框架包括上层导向片、支撑柱以及下层底板；上层导向片与下层底板平行设置，且上层导向片与下层底板之间通过三个支撑柱连接；上层导向片上安装支撑座；

第一微纳级驱动组件至少为三个，且均匀安装于一级框架的下层底板上，至少三个第一微纳级驱动组件的柔性驱动端均穿过上层导向片与所述支撑座连接；

二级调整机构包括第二微纳级驱动组件、柔性导向杆及基座；

第二微纳级驱动组件为两个，且均固定安装于基座上，第二微纳级驱动组件的驱动端均与所述下层底板连接，

柔性导向杆至少为三根，且均匀分布；柔性导向杆的一端与基座固连，另一端穿过所述下层底板后与所述支撑柱的侧耳固定连接；

在至少三个第一微纳级驱动组件的驱动下，上层导向片约束下，以及柔性导向杆的导向作用下，支撑座具有绕X、Y轴的转动及沿Z向的平移的自由度；

在两个第二微纳级驱动组件的驱动，以及柔性导向杆作用下，支撑座具有沿X、Y轴平移的自由度。

2.根据权利要求1所述的串并联耦合的多自由度光学元件精密调节平台，其特征在于：所述上层导向片采用慢走丝一体化加工成型，且上层导向片六个方向的刚度需满足以下条件：

其中，k_x1，k_y1，k_z1分别表示上层导向片沿X、Y、Z三个方向的平移刚度；k_Rx1，k_Ry1，k_Rz1分别表示上层导向片绕X、Y、Z三个方向的旋转刚度。

3.根据权利要求1或2所述的串并联耦合的多自由度光学元件精密调节平台，其特征在于：所述上层导向片的厚度小于1.5mm。

4.根据权利要求3所述的串并联耦合的多自由度光学元件精密调节平台，其特征在于：所述第一微纳级驱动组件包括第一微纳级直线电机以及柔性杆；柔性杆的下端与第一微纳级直线电机位移输出端连接，柔性杆的上端穿过上层导向片后与支撑座连接。

5.根据权利要求4所述的串并联耦合的多自由度光学元件精密调节平台，其特征在于：所述柔性杆包括自上而下依次设置的顶部、变形部以及固定部；所述顶部用于与所述支撑座连接，所述变形部用于提供Z向平移的位移量，以及绕X，Y轴旋转的旋转量，所述固定部用于与微纳级直线电机位移输出端连接。

6.根据权利要求5所述的串并联耦合的多自由度光学元件精密调节平台，其特征在于：所述变形部的长度L₁及直径φd₁需满足的条件为：

7.根据权利要求1所述的串并联耦合的多自由度光学元件精密调节平台，其特征在于：所述柔性导向杆包括自上而下依次设置的导向段、变形段以及固定段；所述导向段与所述支撑柱的侧耳固定连接，所述变形段用于提供X，Y方向的平移位移量，所述固定段用于与基座固连。

8.根据权利要求7所述的串并联耦合的多自由度光学元件精密调节平台，其特征在于：所述变形段的长度L₂及直径φd₂需满足的条件为：

9.根据权利要求1所述的串并联耦合的多自由度光学元件精密调节平台，其特征在于：所述第二微纳级驱动组件为第二微纳级直线电机。

10.根据权利要求1所述的串并联耦合的多自由度光学元件精密调节平台，其特征在于：所述支撑座为设置有镂空减重孔的三角形结构，其采用涂胶的方式固定被调整光学元件。