[发明专利]一种高真空下石英半球谐振子性能参数测量装置

权利要求书

1.一种高真空下石英半球谐振子性能参数测量装置，其特征在于，包括真空单元、运动单元、激励单元以及数据采集与处理单元，其中：

所述真空单元用于提供测量所需的高真空环境，其包括真空腔体，该真空腔体的侧壁设有玻璃观察窗口；

所述运动单元和激励单元置于真空腔体中，该运动单元用于调节其上的待测石英半球谐振子的空间姿态与位置，以调整测量激光光斑在石英半球谐振子表面的聚焦位置，进而使测量激光的反射光沿原光路返回，该激励单元用于在真空环境下产生瞬态激励以使石英半球谐振子振动；

所述数据采集与处理单元设于真空腔体的玻璃观察窗口的旁侧，用于透过该玻璃观察窗口将测量激光发射至待测的石英半球谐振子表面，并基于接收的反射光信息获取石英半球谐振子的振动数据，然后进行数据处理获得石英半球谐振子的性能参数，以此实现高真空下石英半球谐振子性能参数的测量。

2.如权利要求1所述的高真空下石英半球谐振子性能参数测量装置，其特征在于，所述运动单元包括θ_z向转动台(15)、x向微位移台(7)、y向微位移台(5)、θ_y旋转轴(3)和z向微位移台(2)，其中所述θ_z向转动台(15)用于带动所述待测石英半球谐振子绕竖直轴即z轴旋转，所述x向微位移台(7)设于θ_z向转动台(15)的下方，用于带动所述待测石英半球谐振子及激励单元沿前后方向即x轴水平移动，以微量调整测量光斑在石英半球谐振子表面的聚焦程度，所述y向微位移台(5)设于x向微位移台(7)的下方，用于带动x向微位移台(7)及其上的石英半球谐振子与激励单元沿左右方向即y轴水平移动，以微量调整测量激光光斑在半球谐振子表面的左右位置，使测量激光光束能与石英半球谐振子纵向对称轴共面，所述y向微位移台(5)下方设置有L形托板(16)；所述θ_y旋转轴(3)的一端与所述L形托板(16)相连，用于带动L形托板(16)绕y轴旋转，以调整石英半球谐振子的空间姿态，该θ_y旋转轴(3)的另一端安装在所述z向微位移台(2)上，该z向微位移台(2)安装在真空腔体的侧壁上，用于带动θ_y旋转轴(3)及L形托板(16)沿上下方向即z轴上下运动，以调整激光光斑在石英半球谐振子上的纵向位置。

3.如权利要求2所述的高真空下石英半球谐振子性能参数测量装置，其特征在于，所述石英半球谐振子通过夹具(14)安装在所述θ_z向转动台(15)上，所述石英半球谐振子的轴线、夹具的轴线及θ_z向转动台的回转轴重合；优选的，所述θ_z向转动台(15)的旋转控制精度≤0.001°；所述x向微位移台(7)、y向微位移台(5)和z向微位移台(2)的运动行程均≥50mm，运动精度均≤0.001mm；y向微位移台(5)的旋转行程为±15°，旋转精度≤0.001°；优选的，真空腔体的真空度≤10^-3Pa。

4.如权利要求1-3任一项所述的高真空下石英半球谐振子性能参数测量装置，其特征在于，所述激励单元包括位置调整组件和瞬态激励组件，所述位置调整组件用于安装瞬态激励组件并调整其相对于石英半球谐振子的位置，其包括依次装配的底座(37)、支撑杆(35)和滑动座(30)，其中支撑杆(35)可相对于底座(37)上下滑动，以调节瞬态激励组件与石英半球谐振子的相对高度，所述滑动座(30)可相对于支撑杆(35)左右滑动，以调节瞬态激励组件与石英半球谐振子的相对距离。

5.如权利要求4所述的高真空下石英半球谐振子性能参数测量装置，其特征在于，所述瞬态激励组件包括衔铁(31)、电磁铁(32)和金属球(39)，其中所述电磁铁(32)固定安装在滑动座(30)上，所述衔铁(31)设于所述电磁铁(32)的旁侧，并与所述滑动座(30)可枢转连接，该衔铁(31)的上端在电磁铁(32)通电后被电磁铁(32)吸引，该衔铁(31)的下端与滑动座(30)底部之间设置有弹簧(36)，该弹簧(36)在电磁铁(32)断电后使衔铁(31)回位，所述金属球(39)位于石英半球谐振子的旁侧，其通过弹性杆(33)与所述衔铁(31)相连。