[发明专利]一种适用于光学转台内流场的热效应调控装置及方法

说明书

本发明公开了一种适用于光学转台内流场的热效应调控装置，包括外环结构、内环结构及俯仰可调出风结构；所述外环结构、内环结构均为管状结构，内环结构套置在外环结构内侧；外环结构与转台底座固定连接，内环结构与光学转台转动部分固定连接；此时固定在转台底座上的外环结构不随光学转台旋转；外环结构侧壁靠近内环结构的一侧从下到上依次设置有一号环形气槽和二号环形气槽；俯仰可调出风结构的出气口可调整俯仰角度并与用于给光学元件吹风散热的风刀固定连接；还公开对应调控方法；采用双层气环槽设计方案，可跟随光学转台旋转；可随光学元件运动方位进行角度调整，保证良好的散热效果和进、出气功能。

技术领域

本发明属于射频与激光设备领域，具体涉及一种适用于光学转台内流场的热效应调控装置及方法。

背景技术

在光学系统中，激光内通道指的是激光从激光器产生，通过设计光路传输，直到光束出口的整个激光传输通道。激光在传输过程中，由于内通道通常为空间较狭窄的圆形通道，且光束功率密度较高，密闭光通道内光学元件及空气会吸收激光能量，引起密闭箱体中产生光学元件热变形以及气体折射率分布不均的热效应问题，导致光束质量劣化，使激光远场传输能力下降，影响内通道光学系统发射及成像性能。

光学系统中，可旋转光学元件安装于光学转台上，可随光学转台绕方位轴和俯仰轴旋转。对可旋转光学元件散热多采用水冷散热方式，仅用于控制光学元件温升，解决光学元件热变形问题。而气体受热温度升高，热空气上升及串扰，导致气体折射率分布不均的热效应问题对光束质量的影响同样重要。

目前对光学系统的热效应调控研究大多针对静止状态下的光学系统，针对光学元件散热仅对光学元件表面进行散热处理，未考虑光机内流场中通光段气体被光束加热后产生的内通道热效应。

发明内容

针对现有技术中的问题或缺陷，本发明提供了一种可随光学元件运动的适用于光学转台内流场的热效应调控装置。

进一步的，总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

一种适用于光学转台内流场的热效应调控装置，包括外环结构、内环结构及俯仰可调出风结构；所述外环结构、内环结构均为管状结构，内环结构套置在外环结构内侧；外环结构与转台底座固定连接，内环结构与光学转台转动部分固定连接；光学转台旋转时带动内环结构绕光学转台的转轴旋转，此时固定在转台底座上的外环结构不随光学转台旋转；

所述外环结构下端一侧设置有竖向送风通道，下端另一侧设置有竖向出风通道；外环结构侧壁靠近内环结构的一侧从下到上依次设置有一号环形气槽和二号环形气槽；竖向送风通道与一号环形气槽相连通；竖向出风通道和二号环形气槽相连通；

所述内环结构上端一侧设置有竖向设置的引流风道，引流风道的下端与二号环形气槽相连通；

俯仰可调出风结构通过贯穿内环结构侧壁的连接管路与一号环形气槽相连通，俯仰可调出风结构的出气口可调整俯仰角度并与用于给光学元件吹风散热的风刀固定连接。

进一步的，所述风刀为扁平喷头结构的风刀。

进一步的，所述竖向送风通道和竖向出风通道之间通过循环管道相连通，循环管道上设置有循环泵。

进一步的，所述循环管道上还设置有温度调控装置。

进一步的，所述循环管道上还设置有除湿除尘装置。

进一步的，所述俯仰可调出风结构包括俯仰外环及套置于俯仰外环内的俯仰内环，俯仰外环通过支架固定安装在内环结构的侧壁上，俯仰内环可在俯仰外环中旋转，俯仰外环内侧壁上开设有三号环形气槽，俯仰内环侧壁中开设有与出气口相连通的出气管路。

进一步的，所述内环结构的侧壁上还设置有用于观察光机内通道内热量分布的热像仪。