[发明专利]大型透反式镜片非垂直放置的挠性支撑装置和支撑方法

说明书

技术领域

本发明涉及大型透反式镜片，特别是一种大型透反式镜片非垂直放置的挠性支撑装置和支撑方法，在不影响通光区域的条件下，通过边缘施加的预紧力形成的边缘弯矩，能明显改善透反式光学元件在非垂直放置状态下由于重力或加工的影响产生的变形。 

背景技术

对于大型透反式镜片来说，由于镜片本身重力或加工的影响，镜片在工作状态下受到重力影响而引起较大的变形，这种变形会影响到光束质量，引起光束的波前畸变。为了消除加工面型变形或者重力环境下的大型镜片的变形，需要对大型透反式镜片的安装方式进行合理设计，以消除这种影响。对于大型镜片来说，长宽方向上的尺寸远大于厚度尺寸，在重力环境下工作，大型镜片的重力或加工变形很大。对于非垂直放置的大型反射式镜片，可以在镜片反射面的背面采用多点浮动支撑方式来减轻由于重力或加工过程中引起的变形。但是对于透射式大型镜片，出于保证中心通光区域的要求，所有的支撑优化都必须在透射式镜片的边缘进行。目前对于非垂直放置的大型透射式镜片的安装，主要是保证大型镜片的安装精度的前提下，尽量减少边缘部位支撑所产生的应力影响。但是未能有有效的支撑方式，一方面保证满足具有一定长宽比的透射式镜片的通光区域要求，另一方面尽量减小重力或加工作用引起的非垂直放置镜片的变形。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种大型透反式镜片非垂直放置的挠性支撑装置和支撑方法，以减小大型镜片在通光区域由于重力作用或加工过程引入的变形，提高镜片的面形质量，改善通过镜片的光束质量。 

本发明的技术解决方案如下： 

一种大型透反式镜片非垂直放置的挠性支撑装置，其特点在于该装置包括两个预紧机构、两块压板、两个固定框、两块支撑板、底部固定螺钉和侧面螺柱，所述的预紧机构由螺套、弹簧和压紧柱构成，所述的压紧柱有供弹簧设置的内孔，所述的螺套由具有外螺纹的圆筒和 顶板一体构成，所述的圆筒供所述的压紧柱设置，所述的固定框由一体的上板、侧板和底板构成，在所述的上板有三个上螺孔，侧板具有三个侧面螺孔，底板上具有三对底部螺孔，所述的三个上螺孔供所述的螺套旋入，所述的支撑板由平面基板、三块半圆柱状支撑体构成，所述的平面基板上有三对固定圆孔与所述的底板上的三对底螺孔相对应，所述的压板、固定框和支撑板的长度与待固定的大型透反式镜片的短边相当。 

利用上述挠性支撑装置进行大型透反式镜片非垂直放置的挠性支撑方法，包括如下步骤： 

①将固定螺钉穿过支撑板的固定圆孔旋入所述的固定框的底部螺孔将所述的支撑板固定在所述的固定框的底板上，将所述的三块半圆柱状支撑体分别放在所述的支撑板的三对固定圆孔之间； 

②将待固定的透反式镜片的两端分别放置在两个固定框的支撑板的半圆柱状支撑体上； 

③将所述的压板放置在待固定的透反式镜片的上表面靠端面的边缘位置，压板的下表面与所述的待固定的透反式镜片的上表面接触； 

④将所述的弹簧置于压紧柱内孔中，将压紧柱放置在所述的螺套的圆筒中形成预紧机构，将预紧机构的螺套的圆筒的外螺纹旋入固定框中的上部螺孔中，所述的压紧柱的下端面与压板的上表面接触； 

⑤将侧面螺柱通过固定框的侧面螺孔，顶住所述的待固定的透反式镜片两端的侧面。 

所述的压板距离透反式镜片边缘比支撑板距离透反式镜片边缘小于一定长度。 

通过有限元方法计算得到的预紧力大小，通过旋转预紧机构中的螺套产生预紧力，预紧力通过压紧柱传递给压板，压板与支撑板对透反式镜片边缘形成一定边缘力矩，以抵消透反式镜片重力或加工或加工变形。 

所述的侧面螺柱在固定框中的侧面螺孔中的进退，实现固定框的左右移动和待固定的透反式镜片的侧面定位。 

本发明的优点在于： 

(1)在不影响透反式镜片通光口径的前提下，通过压板与支撑板之间在透反式镜片形成的边缘力矩，可以减小非垂直放置透反式镜片通光区域内的重力或加工变形； 

(2)预紧机构中螺套与压紧柱之间的弹簧，可以保证预紧机构预紧力施加过程的平稳性以及预紧机构长期工作的稳定性； 

(3)支撑板上非连续的圆柱状支撑体，可以防止预紧力施加过程中对透反式镜片产生过约束而引起局部应力过大区域的产生； 

(4)固定框侧面螺柱的进退，不但对透反式镜片侧面进行定位，同时可以实现整体框 架的左右移动，满足不同通光区域的要求。 

附图说明

图1为本发明非垂直放置的大型透反式镜片挠性支撑装置的装配图