准直系统及方法与流程

本申请属于光学仪器调整，尤其涉及一种准直系统及方法。

背景技术：

1、自由电子激光装置这一新型光源以其波长连续可调、功率高、光束品质好等突出优点受到广泛应用。光学谐振腔是自由电子激光装置的核心部件，主要由在真空环境下的两块相互对心的反射镜构成，通过由该两块反射镜确定的中心轴线与电子束运动轨迹及波荡器的磁场中心重合，从而确保自由电子激光装置的输出功率最大。因此，往往需要对两个反射镜的姿态进行高精度的安装准直。

2、目前的光学谐振腔反射镜是在非真空环境下进行调节的，将反射镜的轴线调整至与电子束的运动轨迹相重合，然后对光学谐振腔进行抽真空，在真空环境下对反射镜的姿态进行进一步地准直直至探测到从光学谐振腔输出的光束信号强度最大设为调整完毕。然而，在真空情况下对反射镜进行安装准直过程已经没有了辅助基准，会使得整个安装过程无法准确预估，安装过程也没有目的性，从而导致安装准直的时间可能非常长，精度也会降低。

技术实现思路

1、本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种准直系统及方法，利用基准装置搭建基准光轴，通过以辅助装调结构为基准，并通过主取样镜结构上的入射光斑和反射光斑来调整腔镜，从而能实现在真空环境下对腔镜快速且精确地准直。

2、第一方面，本申请提供了一种准直系统，包括：

3、基准装置，用于搭建基准光轴；

4、在线准直系统，设置在所述基准光轴上，用于对光学反射腔体的腔镜进行在线准直，所述在线准直系统包括主取样镜结构和辅助装调结构，所述主取样镜结构间隔设置在所述光学反射腔体外，用于接收并半透半反准直光束；所述辅助装调结构设置在所述光学反射腔体内，用于接收透射后的所述准直光束并反射至所述腔镜上，以及接收工作光束并反射至所述主取样镜结构上，进而辅助准直所述腔镜。

5、根据本申请的准直系统，当光学反射腔体处于未工作时即非真空环境下，准直光束透过主取样镜结构后进入光学反射腔体内的辅助装调结构，通过辅助装调结构将准直光束反射至腔镜上，腔镜接收准直光束并反射回辅助装调结构，从而使准直光束重新射出光学反射腔体外，通过调整辅助反射镜组和主取样镜结构直至准直光束射入光学反射腔体的入射光路和从光学反射腔体射出的出射光路相重合；再使光学反射腔体处于工作时即辅助装调结构和腔镜均处于真空环境下，固定辅助装调结构和主取样镜结构即以辅助装调结构为基准，调整腔镜的姿态直至在主取样镜结构上观察到准直光束射入光学反射腔体的入射光斑和工作光束从光学反射腔体射出的反射光斑相重合，以快速且准确地对腔镜进行准直。

6、根据本申请的一个实施例，所述辅助装调结构包括辅助反射镜组，所述辅助反射镜组在所述光学反射腔体内具有准直工位和通光工位，其中：

7、所述辅助反射镜组在所述准直工位时，用于接收并反射所述准直光束和所述工作光束；

8、所述辅助反射镜组在所述通光工位时，远离所述腔镜的入射光路和出射光路。

9、根据本申请的一个实施例，所述在线准直系统还包括：

10、激光准直结构，用于发射所述准直光束；

11、主反射镜准直结构，用于接收并反射所述准直光束至所述主取样镜结构；

12、辅助取样镜结构，所述辅助取样镜结构设置在所述激光准直结构和所述主反射镜准直结构之间，用于接收所述准直光束并透射至所述主反射镜准直结构上，以及反射所述准直光束至所述激光准直结构。

13、根据本申请的一个实施例，所述基准装置包括：

14、激光追踪仪，用于根据所述工作光束确定所述基准光轴；

15、经纬仪，用于配合所述激光追踪仪确定设置在所述基准光轴上的标记部，所述标记部用于指示调整所述在线准直系统的入射光路和出射光路。

16、根据本申请的一个实施例，所述基准装置还包括：

17、水准仪，用于配合所述经纬仪确定所述标记部。

18、第二方面，本申请提供了一种准直方法，基于如上所述的准直系统，包括：

19、根据基准装置搭建基准光轴；

20、根据所述基准光轴，搭建在线准直系统；

21、根据所述在线准直系统，对光学反射腔体的腔镜进行在线准直。

22、根据本申请的准直方法，利用基准装置搭建基准光轴，通过以辅助装调结构为基准，并通过主取样镜结构上的入射光斑和反射光斑来调整腔镜，从而能实现在真空环境下对腔镜快速且精确地准直。

23、根据本申请的一个实施例，所述根据所述在线准直系统，对光学反射腔体的腔镜进行在线准直，包括：

24、根据准直光束，调整辅助装调结构，直至所述准直光束经所述辅助装调结构后反射至所述腔镜上；

25、使所述辅助装调结构处于真空环境下；

26、调整主取样镜结构，直至所述准直光束能经过所述主取样镜结构后透射至所述辅助装调结构上；

27、根据所述工作光束，调整所述腔镜，直至所述主取样镜结构上的入射光斑和反射光斑一致。

28、根据本申请的一个实施例，所述搭建基准光轴包括：

29、根据所述工作光束确定第一基准光路，所述第一基准光路和所述工作光束相重合；

30、根据所述第一基准光路确定第二基准光路和第三基准光路，所述第三基准光路分别和所述第一基准光路和所述第二基准光路垂直相交。

31、根据本申请的一个实施例，所述根据所述基准光路，搭建在线准直系统，包括：

32、将所述辅助装调结构放置在所述第一基准光路和所述第三基准光路的相交处；

33、将所述在线准直系统的主取样镜结构放置在所述第三基准光路上，且所述主取样镜结构位于所述第一基准光路和所述第二基准光路之间。

34、根据本申请的一个实施例，所述搭建基准光轴还包括：

35、确定标记部，所述标记部分别与所述第一基准光路、所述第二基准光路和所述第三基准光路相对应，用于指示调整所述在线准直系统的入射光路和出射光路；

36、所述搭建在线准直系统，之后还包括：

37、根据所述标记部，调整所述在线准直系统的入射光路和出射光路。

38、本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.一种准直系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的准直系统，其特征在于，所述辅助装调结构包括辅助反射镜组，所述辅助反射镜组在所述光学反射腔体内具有准直工位和通光工位，其中：

3.根据权利要求1或2所述的准直系统，其特征在于，所述在线准直系统还包括：

4.根据权利要求1所述的准直系统，其特征在于，所述基准装置包括：

5.根据权利要求4所述的准直系统，其特征在于，所述基准装置还包括：

6.一种准直方法，其特征在于，基于如权利要求1至5任一项所述的准直系统，包括：

7.根据权利要求6所述的准直方法，其特征在于，所述根据所述在线准直系统，对光学反射腔体的腔镜进行在线准直，包括：

8.根据权利要求7所述的准直方法，其特征在于，所述搭建基准光轴包括：

9.根据权利要求8所述的准直方法，其特征在于，所述根据所述基准光路，搭建在线准直系统，包括：

10.根据权利要求9所述的准直方法，其特征在于，所述搭建基准光轴还包括：

技术总结
本申请公开了一种准直系统及方法，属于光学仪器调整技术领域。所述准直系统包括基准装置和在线准直系统，所述基准装置用于搭建基准光轴；所述在线准直系统设置在所述基准光轴上，用于对光学反射腔体的腔镜进行在线准直，所述在线准直系统包括主取样镜结构和辅助装调结构，所述主取样镜结构间隔设置在所述光学反射腔体外，用于接收并半透半反准直光束；所述辅助装调结构设置在所述光学反射腔体内，用于接收透射后的准直光束并反射至所述腔镜，以及接收工作光束并反射至所述主取样镜结构上，进而辅助准直所述腔镜。通过以辅助装调结构为基准，并通过主取样镜结构上的入射光斑和反射光斑来调整腔镜，从而能实现在真空环境下对腔镜快速且精确地准直。

技术研发人员：李朝阳,耿继宝,安宁,王超,洪传贵
受保护的技术使用者：安徽创谱仪器科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15