[发明专利]一种真空高精度窗口的实现方法及其装置

说明书

技术领域

本发明属于光机电工程技术领域，尤其涉及一种真空高精度窗口的实现方法及其装置。

背景技术

真空高精度窗口的主要特点是其一面处于真空环境，一面处于大气环境，因此窗口在保证其良好可靠的密封性的基础上，还应保证光学窗口在承受大气压力情况下的面形精度满足系统应用要求；真空窗口在光学设备及其检测设备中应用比较广泛，尤其是在红外镜头、真空镀膜机、真空检测罐、真空状态平行光管等设备中，在高精度的光学检测、光学成像系统中，真空窗口将作为光学系统的一个单元组件，参与到光学系统的误差分配及系统搭建中，因此对其精度要去将会十分严格和苛刻。

现有的真空窗口在实际应用中，一面是真空，另一面是常规大气环境，对于真空窗口组件的压差通常为一个大气压压强。这个压强载荷对于需要高精度面形精度保证的光学元件，将会是一个苛刻的要求。根据平板原理变形公式：

δ=316qED4h3(1-υ2)5+υ1+υ]]>

式中d平板受载下的变形，q为平板所受面载荷，E为杨氏模量，D为镜子直径，h为镜子厚度，υ为泊松比。

可知，平板玻璃在承受面载荷的情况下，其表面变形与口径的四次方成正比，与厚度的三次方成反比。想要达到RMS≤λ/100（λ=632.8nm）的面形精度，对于通光口径为Φ50mm的窗口，须使其厚度达到将近100mm，其径厚比已经远远超出常规设计，并且玻璃材料的折射率和透过率必然会对光学系统成像质量带来影响；同时，现有的真空窗口由于窗口两侧的真空环境的温度和大气环境的温度的差异，影响真空窗口的面形精度，影响光学系统的成像质量。

发明内容

本发明的目的在于提出一种真空高精度窗口的实现方法及其装置，解决现有技术中真空窗口存在的面形精度低的问题。

为实现上述目的，本发明的一种真空高精度窗口的实现方法包括以下步骤：

步骤一：采用n块窗口玻璃构成光学窗口，所述n块窗口玻璃水平依次设置，使每相邻的两块玻璃之间形成封闭腔；

步骤二：对步骤一中形成的多个封闭腔进行抽真空处理；

步骤三：在经步骤二抽真空处理的多个封闭腔内充入惰性气体，使多个封闭腔内的压力顺次递增。

步骤三中所述的使多个封闭腔内的压力顺次递增具体满足以下要求：与真空相接触的第一块窗口玻璃一面是真空，一面是1/n个大气压；第二块窗口玻璃一面是1/n个大气压，一面是2/n个大气压……第n块窗口玻璃一面是（n-1）/n个大气压，一面是大气环境，即一个大气压强。

所述n的取值范围为n≧2。

基于一种真空高精度窗口的实现方法的实现装置包括窗口玻璃A窗口玻璃B、密封圈Ａ、密封圈Ｂ、密封圈Ｃ、镜座B、金属波纹管B、柔性调整旋钮B、镜座A、金属波纹管Ａ、柔性调节旋钮Ａ、安装座，安装接口；

所述安装座通过螺钉固定到安装接口上，窗口玻璃A通过压圈及密封圈Ａ、密封圈B和密封圈C安装到镜座Ａ上，其中连接用螺钉与压圈之间采用弹簧预紧，金属波纹管Ａ与镜座Ａ及安装座之间采用密封圈进行密封安装，所述m个柔性调整旋钮A圆周均布在所述镜座A和所述安装座之间，所述柔性调整旋钮A可以改变所述镜座A和所述安装座之间的两维倾斜角度与距离；

所述窗口玻璃B通过压圈及密封圈安装到镜座Ｂ上，其中连接用螺钉与压圈之间采用弹簧预紧，金属波纹管Ｂ与镜座Ｂ及镜座A之间采用密封圈进行密封安装，所述p个柔性调整旋钮B圆周均布在所述镜座A和所述安装座B之间，所述柔性调整旋钮B可以改变所述镜座A和所述安装座B之间的两维倾斜角度与距离；

采用n块窗口玻璃Ａ或窗口玻璃Ｂ连续安装。