[发明专利]一种用于损伤前驱体原位测量的高精度二维位姿调整装置

说明书

本发明公开了一种用于损伤前驱体原位测量的高精度二维位姿调整装置，包括底座和设于底座上的多个二维运动平台(1)，所述二维运动平台(1)上设有可控磁场发生器(2)，所述可控磁场发生器(2)上吸附有一个用于夹持被测光学元件的夹具(3)。本发明能够通过使光学元件每次重复测试时都保持在同一位置达到原位测试效果，结构小巧轻便，基本不会对光学元件的其它检测或处理过程造成影响。

技术领域

本发明涉及损伤前驱体测量技术，具体涉及一种用于损伤前驱体原位测量的高精度二维位姿调整装置。

背景技术

在强光系统中，激光诱导损伤生成往往是破坏光学元件，影响系统稳定运行的重要原因之一。在惯性约束聚变(inertial confinement fusion，ICF)过程中，如何提高熔石英光学元件的抗激光损伤性能是目前增大ICF输出功率的瓶颈问题。理论计算表明，熔石英材料的本征损伤阈值高达100J/cm²，但实际应用过程中，往往在几J/cm²的激光通量作用下熔石英就会开始出现激光诱导损伤生成。究其原因是熔石英元件在研抛过程中会产生一些典型的损伤前驱体结构，如污染杂质、表面缺陷、亚表面裂纹等，这些损伤前驱体会加速激光对熔石英造成的损伤，严重降低光学系统的使用寿命。在对光学元件的各项检测手段中，原位测量纳米损伤前驱体的发生和生长过程是研究微观区域内激光诱导损伤生成机理、提高纳米级损伤加工处理工艺的重要手段。

目前针对纳米级损伤前驱体原位测试的手段都是在光学元件上设置区域标记，用原子力显微镜等纳米级检测装置找到同一区域下同一纳米尺度损伤。公布号为CN107015028的中国专利文献中公开了一种基于原位探测技术的纳米尺寸初始激光损伤检测方法及系统，提到了使用区域标记和原子力显微镜遍历的方法来观测纳米尺度的变化情况，其虽然可以对原位微区进行纳米尺寸测量，但是其实施步骤极为复杂，在毫米乃至微米级区域内通过人工标记方法寻找纳米尺度的原位缺陷是一件非常困难的事情。此外，纳米尺度的变化缺少周围参照物，很难判断变化后的缺陷与上一次测量过程中的缺陷是否一致，这样一来就极易出现缺陷非原位检测，影响实验的测试结果。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种用于损伤前驱体原位测量的高精度二维位姿调整装置，本发明能够通过使光学元件每次重复测试时都保持在同一位置达到原位测试效果，结构小巧轻便，基本不会对光学元件的其它检测或处理过程造成影响。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种用于损伤前驱体原位测量的高精度二维位姿调整装置，包括底座和设于底座上的多个二维运动平台，所述二维运动平台上设有可控磁场发生器，所述可控磁场发生器上吸附有一个用于夹持被测光学元件的夹具。

可选地，所述二维运动平台包括运动方向相互垂直布置的第一直线运动电机和第二直线运动电机，所述第一直线运动电机安装在底座上，所述第二直线运动电机安装在第一直线运动电机的滑块上，所述可控磁场发生器安装在第二直线运动电机的滑块上。

可选地，所述可控磁场发生器包括外壳和设于外壳内的电磁铁。

可选地，所述夹具包括支撑座，所述支撑座朝向被测光学元件的一侧设有凹槽，所述支撑座的顶部设有沿竖直方向贯穿插入凹槽的定位螺杆，所述定位螺杆与支撑座之间螺纹配合。

可选地，所述定位螺杆的顶部四周设有防滑纹。

可选地，所述定位螺杆的底部四周设有倒角。

可选地，所述支撑座上还设有用于驱动定位螺杆的驱动电机，所述驱动电机的输出轴通过传动机构与定位螺杆驱动连接。

此外，本发明还提供一种前述用于损伤前驱体原位测量的高精度二维位姿调整装置的应用方法，包括：