本發(fā)明涉及光學(xué)儀器制造，具體涉及一種光學(xué)元件冷卻裝置。

背景技術(shù)：

1、光學(xué)元件作為光學(xué)儀器的核心部件，其反射或折射光源部位的面型精度(又稱反射面精度)會(huì)直接影響光學(xué)儀器的測(cè)量精度。部分光學(xué)元件在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的熱負(fù)載導(dǎo)致自身發(fā)生較大的熱變形，因而降低光學(xué)儀器的工作效率和精度。例如在同步輻射領(lǐng)域，x光線照射在光學(xué)鏡面上會(huì)給光學(xué)元件帶來(lái)巨大的熱載荷，熱載荷產(chǎn)生的高溫使得光學(xué)元件的鏡面發(fā)生形變。不僅如此，當(dāng)光學(xué)元件受熱膨脹或冷卻收縮時(shí)，其夾持裝置對(duì)光學(xué)元件的夾緊力無(wú)法保持恒定，進(jìn)一步加劇了光學(xué)元件的形變。

2、現(xiàn)有技術(shù)為了解決上述問(wèn)題，在光學(xué)元件上布置冷卻裝夾裝置，例如名稱為《一種同步輻射光源中反射鏡的弱應(yīng)力裝夾結(jié)構(gòu)》(cn118151326a)的專利公開(kāi)的技術(shù)方案，反射鏡2沿高度方向上貫穿有通孔3，長(zhǎng)螺釘5穿過(guò)上下兩組冷卻板1上的冷卻板安裝孔4，冷卻板安裝孔4呈臺(tái)階狀，內(nèi)設(shè)有套設(shè)在長(zhǎng)螺釘螺體上的波片彈簧42和波片彈簧42的擋圈41，長(zhǎng)螺釘5的螺頭及螺母6均限位在臺(tái)階狀安裝孔4中。上述方案通過(guò)波片彈簧42的布置實(shí)現(xiàn)了對(duì)反射鏡2的彈性裝夾，減少了由于裝夾壓力或熱脹冷縮引起的反射鏡鏡面面型的變形，但該方案需要在光學(xué)元件上設(shè)置多個(gè)貫穿的通孔3，在打孔過(guò)程中極易損害光學(xué)元件的面型精度。波片彈簧42產(chǎn)生的彈力集中作用在安裝孔4的底面上，實(shí)際上波片彈簧42施加于對(duì)反射鏡2的作用力仍屬于集中載荷而非均布載荷，這種集中載荷作用在反射鏡2的側(cè)部必然會(huì)導(dǎo)致反射鏡2的翹曲現(xiàn)象，并且由于施力部位所在面必然也會(huì)出現(xiàn)變形現(xiàn)象，這將導(dǎo)致需要冷卻的貼合面之間貼合的緊密程度存在明顯差別，致使反射鏡2的冷卻面各處冷卻的均勻性無(wú)法保證，這也會(huì)加劇反射鏡2的反射面的變形。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種光學(xué)元件冷卻裝置，確保待冷卻光學(xué)元件的換熱面受均布載荷的作用以實(shí)現(xiàn)均勻換熱。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種光學(xué)元件冷卻裝置，板塊狀的光學(xué)元件設(shè)有反光面，其反光面相鄰的兩側(cè)面分別與冷卻板的板面貼合式抵壓配合，冷卻板上連接有與工作光源投射、反射區(qū)域避讓布置的冷卻管道，機(jī)架上的固定座與冷卻板之間設(shè)置有彈性?shī)A持機(jī)構(gòu)，彈性?shī)A持機(jī)構(gòu)提供的彈性?shī)A持力垂直于光學(xué)元件與冷卻板的貼合配合的換熱面。

3、本發(fā)明主要是設(shè)置光學(xué)元件的兩側(cè)面分別與冷卻板的板面貼合式抵壓配合，使光學(xué)元件受到均布載荷作用，保證了光學(xué)元件與冷卻板之間的均勻換熱。彈性?shī)A持機(jī)構(gòu)對(duì)光學(xué)元件提供的彈性?shī)A持力垂直于換熱面，確保了光學(xué)元件與冷卻板之間貼合抵壓的穩(wěn)定性，并且在光學(xué)元件受熱脹冷縮影響時(shí)能夠自動(dòng)補(bǔ)償其形變量，保持對(duì)光學(xué)元件相對(duì)恒定的夾持力，保證了光學(xué)元件的面型精度。

技術(shù)特征：

1.一種光學(xué)元件冷卻裝置，其特征在于：板塊狀的光學(xué)元件(10)設(shè)有反光面，其反光面相鄰的兩側(cè)面分別與冷卻板(20)的板面貼合式抵壓配合，冷卻板(20)上連接有與工作光源投射、反射區(qū)域避讓布置的冷卻管道(30)，機(jī)架(1)上的固定座(50)與冷卻板(20)之間設(shè)置有彈性?shī)A持機(jī)構(gòu)，彈性?shī)A持機(jī)構(gòu)提供的彈性?shī)A持力垂直于光學(xué)元件(10)與冷卻板(20)的貼合配合的換熱面。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件冷卻裝置，其特征在于：固定座(50)的橫截面呈槽形，光學(xué)元件(10)與冷卻板(20)安裝在槽形固定座(50)的槽腔內(nèi)，固定座(50)的槽口朝向工作光源的投射、反射區(qū)域，彈性?shī)A持機(jī)構(gòu)由彈簧組(40)構(gòu)成，彈簧組(40)的一端抵接在冷卻板(20)的換熱面相對(duì)側(cè)的板面上，另一端抵接在固定座(50)的槽內(nèi)壁面上，彈簧組(40)的彈性單元與冷卻板(20)的抵接位在該側(cè)板面上均勻分布。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件冷卻裝置，其特征在于：冷卻管道(30)通過(guò)管道夾具(60)固定在機(jī)架(1)上，與冷卻板(20)進(jìn)液口和/或出液口相連的冷卻管道(30)設(shè)置有波紋管段(31)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件冷卻裝置，其特征在于：冷卻板(20)之間通過(guò)冷卻管道(30)串聯(lián)連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件冷卻裝置，其特征在于：冷卻板(20)之間通過(guò)冷卻管道(30)并聯(lián)連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件冷卻裝置，其特征在于：光學(xué)元件(10)至少設(shè)置兩塊，彼此相鄰的兩塊光學(xué)元件(10)之間設(shè)置有冷卻板(20)且光學(xué)元件(10)與冷卻板(20)的換熱面互相平行布置，最外側(cè)的兩塊冷卻板(20)的外側(cè)板面上布置彈性?shī)A持機(jī)構(gòu)。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)元件冷卻裝置，其特征在于：槽形固定座(50)的兩側(cè)或單側(cè)槽壁上設(shè)有貫穿槽壁的緊定螺釘(51)，彈簧組(40)與固定座(50)槽壁之間設(shè)置有壓塊(52)，緊定螺釘(51)的端部抵壓在壓塊(52)上。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)元件冷卻裝置，其特征在于：固定座(50)背離光學(xué)元件(10)反光面的一側(cè)連接有調(diào)節(jié)座(70)，調(diào)節(jié)座(70)與機(jī)架(1)相連，調(diào)節(jié)座(70)上設(shè)置有調(diào)節(jié)螺釘，波紋管段(31)設(shè)置在冷卻管道(30)的直管段上且波紋管段(31)的長(zhǎng)度方向與光學(xué)元件(10)的反射面垂直或成夾角布置。

9.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的光學(xué)元件冷卻裝置，其特征在于：光學(xué)元件(10)與冷卻板(20)之間的換熱面均為光滑表面，換熱面之間通過(guò)導(dǎo)熱介質(zhì)粘合。

10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)元件冷卻裝置，其特征在于：固定座(50)的兩側(cè)槽壁的頂面設(shè)置有壓板(53)，壓板(53)延伸至固定座(50)槽腔區(qū)域的板面與最外側(cè)的兩塊冷卻板(20)的頂面相抵接，固定座(50)背離槽口的一側(cè)連接有隔熱板(80)，隔熱板(80)安裝在機(jī)架(1)上，隔熱板(80)至少設(shè)置兩塊且板面互相平行，相鄰兩塊隔熱板(70)之間通過(guò)隔熱柱連接，每層板間隙中的隔熱柱分布在隔熱板(80)四周的角部。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出了一種光學(xué)元件冷卻裝置，板塊狀的光學(xué)元件的與反光面相鄰的兩側(cè)面分別與冷卻板的板面貼合式抵壓配合，機(jī)架上的固定座與冷卻板之間設(shè)置有彈性?shī)A持機(jī)構(gòu)，彈性?shī)A持機(jī)構(gòu)提供的彈性?shī)A持力垂直于光學(xué)元件與冷卻板的貼合配合的換熱面。本發(fā)明通過(guò)光學(xué)元件與冷卻板的貼合式抵壓配合，使光學(xué)元件受到均布載荷作用，保證了光學(xué)元件與冷卻板之間的均勻換熱。彈性?shī)A持機(jī)構(gòu)在光學(xué)元件受熱脹冷縮影響時(shí)能夠自動(dòng)補(bǔ)償其形變量，保持對(duì)光學(xué)元件相對(duì)恒定的夾持力，保證了光學(xué)元件的面型精度。

技術(shù)研發(fā)人員：邢立娜,王超,李朝陽(yáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：安徽創(chuàng)譜儀器科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2