[发明专利]一种带舱外微调机构的真空光学实验系统

说明书

技术领域

本发明属于光学实验和光学检测技术领域，涉及一种带舱外微调机构的真空光学实验系统。

背景技术

光学系统在工作或光学检测时，由于光线传播能力或气流影响敏感等原因下，需要在真空环境里进行工作或实验。一般情况下，光学系统中的光学元件的相对位置关系要求严格，精度要求高，装调过程和装调结果非常关键。然而真空系统的腔体给装调带来了麻烦，真空形成前后，光学结构的力学环境发生变化，光学元件如果不能继续保持原有的相对位置关系，光学系统就可能无法工作，光学检测可能无法进行。

现有的技术真空紫外相关实验等，一般采用真空舱内放置位移调整机构。在打开真空舱门，还未形成真空环境时，光学系统进行初调，关闭舱门形成真空后，如果发生相对位置的变化，就通过舱内位移调整机构将其调回原来位置。但真空舱内的位移调整机构，由于要考虑真空兼容性，如放气必须很小，材料要求高，还必须采用特殊的润滑方式，从而导致成本很高；调整运动采用真空电机，其存在的发热现象导致的热涨冷缩现象，影响光学件的位置精度；另外，即使像真空舱舱门开闭引起的系统重心变化，也会影响光学件的位置关系，导致光路变化。

现有的舱外调整机构，通过一个波纹管将一根棒伸入真空舱。虽然能够在舱外进行一些调整，但在真空形成过程中，由于大气压力的变化，将产生微小的形变。另外其承载力也比较小。

过去在真空系统设计时，光学元件与真空舱刚性连接，舱门开闭的形状变化、真空形成前后的气压变化，使得真空舱发生形变，易于对光学元件的位置产生影响。或者即使用单个的柔性波纹管，气压变化仍然影响光学件所连接结构的受力，产生形变。如果不把光学元件统一地刚性固定在同一个刚体上，它们之间的位置关系难以固定，如较细长的光路一般设计到真空管道中，而真空管道之间在用波纹管对接时，真空形成前后的压力差，会导致长度变化。如果光学元件固定在真空系统上，光学元件间的位置关系就会发生变化。如何将众多的光学元件在真空环境下将结构基础稳定地统一，是一件相对困难的事情。

光学系统在精密度较高时，环境振动引起的微小形变也将影响其正常工作。通常使用的真空泵振动较大，而振动小的真空泵在选择时在应用上受限制。如等离子泵虽然没有振动，但抽速较小、有饱和现象。

将真空系统与光学系统一起隔振时，由于真空罐的重量较大，对隔振的要求将提高，真空罐门的开关引起的重心变化，对光学基础产生着一定影响。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明目的是通过将光学元件与真空舱之间实现柔性连接，力图解决现有技术存在的：

(1)光学系统在真空环境中的单独隔振问题；

(2)光学结构在真空形成前后，相对位置易受影响问题；

(3)光学结构在真空舱门开闭前后，相对位置易受影响问题；

(4)调整机构成本高问题；

(5)系统同时考虑了和过去光学与真空舱刚性连接设备的兼容性。为了解决现有技术的问题，本发明提供一种带舱外微调机构的真空光学实验系统。

(二)技术方案