[发明专利]一种利用可移动式静电电场吸附颗粒污染物的装置

说明书

一种利用可移动式静电电场吸附颗粒污染物的装置，洁净制造技术领域。本发明的目的是解决高功率激光装置中光学元件表面颗粒污染物去除的问题。基座单元由装置基板、支撑架等零件组成；运动单元由丝杠、支撑轴承等组成实现静电极的往复运动；洁净单元由铜棒、电源等组成，实现高压静电的输送。所述控制单元用于控制运动单元的步进电机的启或停。本发明使用丝杠和光轴导轨在光学玻璃表面移动铜质棒状电极，覆盖面积大而且可以调整，应用范围更加广泛。使用铜质棒状电极，在光学玻璃表面所占体积很小，结构紧凑，空间利用率高，电场也更为集中。铜质棒状电极安装于尼龙槽上，便于替换和更改铜质棒状电极形状。

技术领域

本发明属于洁净制造技术领域，具体涉及一种利用可移动式静电电场吸附颗粒污染物的装置。

背景技术

大面积光学元件的洁净是当前高功率激光装置、大型光学系统、空间望远镜等领域亟需解决的关键难题。在光学系统中，大面积光学元件表面必须保持很高的洁净度。例如在高功率激光装置中，光学元件表面的污染会吸收激光的能量，产生能量聚集区。当高能量的激光持续作用到元件表面的能量聚集区时，将会使其表面受到严重的损伤，甚至造成光学元件的损坏。即使是在真空系统中，光学元件的表面仍然会产生污染，其主要污染源包括：材料加工或者是暴露在大气中产生的氧化层和表面吸附的微粒；加工、预处理和安装等过程中留下的污染；真空室中抽气和解吸过程中带来的微粒等等。

为了减少光学元件表面污染，提高其抗激光损伤的能力，光学元件在加工过程中和镀膜前都需要进行洁净清洗；并且在系统运行一段时间之后，需要进行光学元件维护和清洗。

工业上广泛应用的静电除尘是从空气中分离污染物，而从表面对污染物进行分离仍旧处于实验室研究阶段。通过高压电极制造出静电电场，通过电场力克服颗粒污染物与元件表面的粘附力及其自身的重力，将粘附在物体表面的微粒剥离。研究结果表明，由于表面粗糙度的影响，在污染物微粒和物体表面粗糙程度较大时，多数情况下实验测得的粘附力远大于理论计算得到的数值。总结来说，当静电除尘用于表面污染物的除尘时，难度较大。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有大面积光学元件中颗粒污染物去除的问题，提供一种利用可移动式静电电场吸附颗粒污染物的装置，本发明通过铜质棒状电极产生移动电场的方式，增强了电场强度，克服了粘附力的问题。

本发明通过移动两根铜质棒状电极来产生可移动的电场，对大面积光学元件进行全尺寸覆盖，大大提高了静电接触区域，减小了铜质棒状电极空间体积，结构紧凑、吸附效率高。相比较其它类型的静电极，其电场分布更为集中，同时电场能覆盖的面积取决于铜质棒状电极和其在光轴导轨上可移动的范围，使其布置更为自由，应用范围也更为广泛。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种利用可移动式静电电场吸附颗粒污染物的装置，所述装置包括基座单元、运动单元、洁净单元和控制单元；

所述基座单元包括基板、四个镜片架和四个镜片夹片，所述基板上表面的四角分别固定有镜片架，每个所述镜片架的顶端均水平设置有镜片夹片，每个所述镜片夹片均通过销轴与镜片架转动连接；

所述运动单元包括步进电机及传动系统；所述传动系统包括两个导轨滑块、条状钢板、两根光轴导轨、丝杠、四个支撑座、两个卧式轴承座、联轴器、丝母座；所述丝杠通过两个卧式轴承座连接在基板的上表面；每个所述光轴导轨通过两个支撑座连接在基板上表面，所述两根光轴导轨分设在丝杠两侧且均平行于丝杠设置，所述丝杠通过联轴器与步进电机连接，所述步进电机固定在基板上表面，尼龙槽两端通过所述两个导轨滑块与两根光轴导轨滑动连接，所述丝母座与丝杆螺纹连接，所述丝母座与两个导轨滑块均与条状钢板连接；所述丝杠转动时带动尼龙槽移动；

所述洁净单元包括两个铜质棒状电极和直流电源，所述两个铜质棒状电极安装于尼龙槽上方和下方，且两个铜质棒状电极上下平行设置，所述直流电源给铜质棒状电极供电；所述控制单元用于控制运动单元的步进电机的启或停。