大口径光学元件侧边抛光的装夹装置及抛光方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光学加工技术领域，特别涉及一种大口径光学元件侧边抛光的装夹装置及抛光方法。
【背景技术】
[0002]随着高强度激光技术的不断发展，其在高新技术领域得到了广泛的应用，单元器件所承受的功率密度也越来越高，而强激光在传输过程会产生很多非线性效应，横向受激布里渊散射(Transverse stimulated brillouin scattering，TSBS)就是大口径光学元件传输过程中最显著的非线性效应之一。横向受激布里渊散射会影响大口径光学元件性能，造成光束质量下降、激光能量损耗，甚至于损坏光学元件，因此如何抑制光学元件中的受激布里渊散射以进一步提高强激光系统的效率，是新一代强激光装置的关键问题。
[0003]为了抑制大口径光学元件的横向受激布里渊散射，在光学元件成形后，要对元件所有侧面进行抛光处理。用于强激光装置的大口径光学透镜有大口径异形(如楔形)光学元件和大口径矩形等光学元件，且都有四个侧边和2个大的工作面。其中，大口径楔形光学元件如图1所示，其工作面9 一个为竖直平面，另一个为斜面，但大口径楔形光学元件在先进行非球面成型再进行侧边抛光的情况下该斜面为非球面，侧边指四个小面，分别是一个大边、一个小边、两个楔形边，四个侧边均需要加工，且每次加工一个侧边，共需四次加工完成侧边抛光。工件侧边抛光的主要指标是表面质量和抛光效率。但是由于工件尺寸较大，且各边的形状尺寸均不相同，同时还要保证各边的垂直度，其对加工提出了较高要求，往往会出现装夹不易、效率低下的问题。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种对大口径光学元件侧边抛光时装夹方便可靠的装置及抛光方法。
[0005]本发明解决技术问题所采用的解决方案是:大口径光学元件侧边抛光的装夹装置，包括基体，在所述基体上设置有多个与大口径光学元件的侧边和/或工作面贴合的位移可调的挡块，以保证对大口径光学元件的侧边进行精密定位。
[0006]进一步的，所述多个挡块提供四个方向的紧固力，可靠夹持大口径光学元件。
[0007]进一步的，所述基体为中间挖空的圆柱体。
[0008]进一步的，包括2个肋板和2个支撑架，所述2个肋板对称设置在基体上，所述2个支撑架对称设置在基体的另一个方向上，所述多个挡块设置在2个肋板和2个支撑架上。
[0009]进一步的，在所述2个肋板上共设置4个挡块，并分别与大口径光学元件的工作面上端4个角部的位置匹配；设置在2个支撑架上的挡块分别与大口径光学元件的两个侧边的位置匹配。
[0010]进一步的，所述2个肋板的两端通过螺钉连接在基体上，在2个肋板上相对于下方的2个挡块的位置设置有第一调节螺栓，所述基体上在第一调节螺栓的螺杆轴线方向上开有通孔，所述螺杆的顶部开有内六角凹槽，在所述基体外侧通过调节扳手来调整第一调节螺栓，从而调节挡块的位置，与大口径光学元件的下端4个角部的位置匹配；在所述2个肋板上相对于上方的2个挡块的位置设置有第一调节螺栓，通过调节扳手来调整第一调节螺栓，从而调节挡块的位置，以与大口径光学元件的上端4个角部的位置匹配。
[0011]进一步的，所述2个支撑架对称设置在基体的台阶上，并通过螺钉固定，所述2个支撑架上分别设置I个挡块，并与大口径光学元件两个侧边的上端位置贴合，在所述支撑架上相对于挡块的位置设置有第二调节螺栓，通过旋转第二调节螺栓来调节挡块的位置，以与大口径光学元件上端位置匹配；在所述2个支撑架下端的基体上再分别设置I个挡块，并与大口径光学元件的下端位置匹配，在基体上相对于挡块的位置也设置有第二调节螺栓，通过旋转第二调节螺栓来调节挡块的位置，以与大口径光学元件的下端位置匹配。
[0012]进一步的，所述挡块的工作面是与大口径光学元件相适应的平面或曲面。
[0013]进一步的，所述基体下端开有凹槽。
[0014]大口径光学元件侧边的抛光方法，该方法包括以下步骤:
[0015]I)先将大口径光学元件的侧边磨削，磨削形成的平面度精度控制在数个微米级；
[0016]2)将基体放置于机床的抛光盘上，再将大口径光学元件放在两块肋板中间，使大口径光学元件的工作面与对应挡块贴合；
[0017]3)调整挡块与大口径光学元件的侧边贴合；
[0018]4)最后分别调整各调节螺栓的位置，使大口径光学元件处于基体的中间位置，并使每个挡块和大口径光学元件的压力大致相同；
[0019]5)在各个挡块调整完毕后即可启动机床，实现快速抛光。
[0020]本发明的有益效果:挡块的形状和尺寸可依据工件来调整，调整螺栓有较大行程，配合不同的挡块，可夹持不同口径的异形(如楔形)或矩形光学元件；通过机械装夹可靠夹持工件，并可通过调节螺栓进行精密定位，保证了装夹的精度和稳定性，操作简便、性能稳定，大大提高了加工效率，并能实现侧面的整体均匀下量，解决了大口径光学元件侧边抛光时依赖工人长期生产实践的问题；采用本发明的装置对大口径光学元件的侧边抛光，通用性好，能加工楔形等异形元件以及各类规则元件；采用本发明的装置及方法可在通用单轴机、快抛机和环抛机上实现高效、稳定的加工，加工后元件侧面可实现全面均匀抛亮，面形误差优于I μ m，并可通过调整各螺纹预紧力来改善侧边的垂直度。
【附图说明】
[0021]图1是大口径楔形光学元件的立体图。
[0022]图2是本发明装置的立体图。
[0023]图3是本发明装置的主视图。
[0024]图4是图2的俯视图。
[0025]图5是图2的左视图。
[0026]图6是本发明的基体的立体图。
[0027]图7是本发明的挡块的立体图。
[0028]图8是本发明的第一调节螺栓的立体图。
[0029]图9是本发明的调节扳手的立体图。
[0030]图10是本发明的第二调节螺栓的立体图。
【具体实施方式】
[0031]如图2-10所示，本发明的装置包括基体1，基体I为中间挖空的圆柱体，在基体I上设置有多个与大口径光学元件7的侧边和/或工作面贴合的位移可调的挡块5，以保证对大口径光学元件7的侧边进行精密定位。挡板5与大口径光学元件7的侧边和工作面贴合，多个挡块5提供了四个方向的紧固力，可靠夹持大口径光学元件7。挡块5的工作面是与大口径光学元件7相适应的平面或曲面。
[0032]2个肋板11对称设置在基体I上，多个挡块5设置在2个肋板11上，且每个肋板11上最好设置2个挡块5，并分别与大口径光学元件7的两个工作面上端2个角部的位置匹配，如图2所示；2个支撑架8对称设置在基体I的另一个方向上，多个挡块5设置在2个支撑架8上，且挡块5分别与大口径光学元件7侧边的上端位置匹配。
[0033]上述2个肋板11的两端通过螺钉4连接在基体I上，在2个肋板11上相对于下方的2个挡块5的位置设置有第一调节螺栓12，基体I上在第一调节螺栓12的螺杆轴线方向上开有通孔2，螺杆的顶部开有内六角凹槽，这样在基体I外侧即可通过调节扳手14来调整第一调节螺栓12，从而调节挡块5的位置，以更好地与大口径光学元件7的工作面的下端2个角部的位置匹配，从而达到精密定位的目的；在2个肋板11上相对于上方的2个挡块5的位置也设置有第一调节螺栓12，通过调节扳手14来调整第一调节螺栓12，从而调节挡块5的位置，以更好地与大口径光学元件7的工作面的上端2个角部的位置匹配，从而达到精密定位的目的，如图2所示。
[0034]上述2个支撑架8可对称设置在基体I